Elektrické vlastnosti organických vrstev pro sluneční články

Abstract

The aim of this work is to measure the diffusion length and mobility of charge carriers in MEH-PPV polymer layers as a function of SiO2 nanoparticle concentration. MEH-PPV samples contained particles with volume concentrations: 0.0%; 3.5%; 6.0%; 18.5%; 25.0%. The diffusion length was measured by the surface photovoltage (SPV) method. The diffusion length for the samples with lower concentrations: 0.0%; 3.5%; 6.0% was approximately constant at about 12 nm. For samples with concentrations of 18.5%; 25.0%, the diffusion length could not be determined due to the effect of additional traps introduced by the nanoparticles. The mobility was measured by charge extraction by applying a linearly increasing photovoltage method CELIV. The mobility came out to be in the order of 1E-06 for the samples 0.0%; 3.5%; 6.0%; 18.5%; with lower nanoparticle concentration, but the mobility increased by an order of magnitude for the sample with nanoparticle concentration of 25%. This is explained by the fact that the SiO2 particles improved the material properties.

Cílem práce je změřit difúzní délku a pohyblivost nosičů náboje ve vrstvách polymeru MEH- PPV v závislosti na koncentraci nanočástic SiO2. Vzorky MEH-PPV obsahovaly částice s objemovými koncentracemi: 0,0 %; 3,5 %; 6,0 %; 18,5 %; 25,0 %. Difúzní délka byla měřena metodou povrchového fotonapětí (SPV). Difúzní délka u vzorků s nižšími koncentracemi: 0,0 %; 3,5 %; 6,0 % vyšla přibližně konstantní - asi 12 nm. U vzorů s koncentracemi 18,5 %; 25,0 % nebylo možné difúzní délku určit vzhledem k vlivu přídavných pastí vnášených nanočásticemi. Pohyblivost byla změřena metodou extrakce náboje působením lineárně rostoucího fotonapětí CELIV. Pohyblivost vyšla u vzorků 0,0 %; 3,5 %; 6,0 %; 18,5 %; s nižší koncentrací nanočástic v řádu 1E-06, ale u vzorku s koncentrací nanočástic 25 % se pohyblivost zvýšila o řád. To vysvětlujeme tím, že částice SiO2 zlepšily vlastnosti materiálu.