Новая методика обработки может удешевить органическую фотоэлектрическую энергетику

Специалисты из Технологического института Джорджии разработали простую, основанную на растворе методику электрического легирования, которая может помочь уменьшить стоимость производства полимерных фотоэлементов и органических электронных устройств.

Исследователи разработали технологию при участии сотрудников трех других организаций: Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, Японского университета и Технологического университета Эйндховена в Нидерландах. Методика, как отмечается в статье phys.org, открывает новые пути использования дырочного (p-тип) электрического легирования на органических, полупроводниковых пленках. Процесс включает погружение материала в раствор на короткое время при комнатной температуре. Он может заменить более дорогую методику, требующую вакуумной обработки.

«Мы надеемся, что работа произведет революцию в органической фотоэлектрической энергетике за счет дальнейшего упрощения процесса производства полимерных фотоэлементов, — объяснил профессор Бернард Киппелен. – Мы верим, что технология повлияет и на устройства из других сфер, вроде датчиков, фотодетекторов и светодиодов».

Исследование было опубликовано в Nature Materials.

Способ заключается в погружении на несколько минут пленок из органических полупроводников и их смесей в полиоксометаллаты (PMA и PTA), растворенные в нитрометане. Диффузия легирующих молекул ведет к успешному легированию р-типа на глубине 10-20 нм. Дырочные регионы отличаются повышенной электропроводностью, устойчивостью к фотоокислению на воздухе и сниженной растворимостью.

Методика становится упрощенной альтернативой более дорогой технологии, использующей чувствительные к воздействию воздуха слои оксида молибдена и вакуумное оборудование. Ученые впервые продемонстрировали получение однослойных полимерных фотоэлементов, полученных с помощью этого способа и имеющих вертикальное разделение фаз амин-содержащих полимеров, ведущее к эффективному накоплению электронов на противоположном электроде. Геометрия устройства уникальна, так как структуры расположены на одном активном слое.