Влияние покрытий поливинилбутираля с углеродными квантовыми точками на характеристики кремниевых солнечных элементов

Корчагин В.Н., Сысоев И.А., Ратушный В.И., Митрофанов Д.В., Чапура О.М. Влияние покрытий поливинилбутираля с углеродными квантовыми точками на характеристики кремниевых солнечных элементов // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2023. Т. 23, № 6. С. 1122–1127. doi: 10.17586/2226-1494-2023-23-6-1122-1127

Введение. Представлены результаты исследования кремниевых солнечных элементов с функциональными покрытиями на основе поливинилбутираля с углеродными квантовыми точками. Показано изменение параметров солнечных элементов при использовании таких покрытий на фронтальной поверхности солнечных элементов. Метод. Разработан метод нанесения тонких пленок поливинилбутираля с углеродными квантовыми точками. Пленки образованы при откачке раствора изопропилового спирта с поливинилбутиралем и углеродными квантовыми точками из стеклянной кюветы при помощи перистальтического насоса таким образом, чтобы граница контакта раствора с поверхностью солнечного элемента перемещалась сверху вниз. Процесс может производиться как с воздействием ультразвука, так и без него. Спектры люминесценции углеродных квантовых точек получены с использованием монохроматора СФЛ МДР-41. Толщина покрытия измерена с помощью спектроскопического эллипсометра SE 800. Основные параметры солнечных элементов определены до и после нанесения функциональных покрытий с использованием имитатора солнечного света SolarLab 20-UST. Основные результаты. Исследования показали сильную флуоресценцию углеродных квантовых точек в ультрафиолетовой области солнечного спектра (350–450 нм). При нанесении функциональных покрытий без воздействия ультразвука наблюдалось увеличение эффективности при концентрации углеродных квантовых точек в растворе равной 119 млн^–1. При воздействии ультразвука получен плавный рост эффективности солнечных элементов до 2,34 % при максимальной концентрации квантовых точек в растворе 463 млн^–1. В коротковолновой области солнечного спектра (365–470 нм) отмечено увеличение эффективности для всех концентраций углеродных квантовых точек, который изменялся в диапазоне от 4,5 до 38 %. Обсуждение. Функциональные покрытия на основе поливинилбутираля с углеродными квантовыми точками являются перспективными и не имеющими аналогов покрытиями для солнечных элементов, которые выполняют также и дополнительную функцию в качестве защитного покрытия от ультрафиолетового излучения. Это покрытие может быть использовано при проектировании и изготовлении широкого класса оптоэлектронных приборов.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License