CC BY
26ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И МАРШРУТЫ TECHNOLOGICAL PROCESSES AND ROUTES
Научная статья
УДК [621.793:621.315.5]:681.7.064.455::621.383.51 doi:10.24151/1561-5405-2022-27-2-159-174
Прозрачный проводящий электрод на основе углеродных нанотрубок, формируемый аэрозольным распылением на полимерном слое P3HT:PCBM
А. В. Ромашкин, Ю. А. Поликарпов, Д. Д. Левин, В. К. Неволин
Национальный исследовательский университет «МИЭТ», г. Москва, Россия
Аннотация. Солнечные элементы на основе органических материалов характеризуются недостаточной временной стабильностью, особенно перов-скитные солнечные элементы, что делает важным исследования альтернативных материалов электродов и методов их нанесения. Применение композитов полимеров и неорганических материалов, в частности углеродных нанотрубок (УНТ), без легирования позволяет повысить стабильность солнечных элементов и снизить их стоимость. В работе представлены результаты растворимости смеси P3HT:PCBM в различных растворителях. Определены растворители и смеси для подготовки стабильных дисперсий УНТ для аэрозольного нанесения на полимерный слой без его перерастворения с формированием прозрачных (более 75 %) проводящих слоев с сопротивлением менее 5 кОм/^ без легирования или процедур постобработки слоя. Для слоев УНТ на стеклянных подложках и подложках с полимерным слоем P3HT:PCBM с использованием электрических измерений, карт спектров комбинационного рассеяния света и атомно-силовой микроскопии измерены удельные сопротивления, неоднородность распределения УНТ, а также оценено количество остаточного растворителя. Расход УНТ для формирования слоя с сопротивлением 5 кОм/^ составляет от 31 до 146 мкг/см2 в зависимости от используемых растворителей. Установлено, что наиболее оптимальными с точки зрения однородности распределения УНТ на стекле и низкого содержания остаточного растворителя является диацетоновый спирт и его смесь с 1-гексанолом. Наименьшее сопротивление слоя УНТ на полимерном слое P3HT:PCBM при заданной прозрачности достигнуто при использовании смеси пропиленгликоля и PGMEA.
Ключевые слова: углеродная нанотрубка, аэрозольное распыление, прозрачный проводящий слой, солнечный элемент, спектроскопия комбинационного рассеяния света, атомно-силовая микроскопия, остаточный растворитель
© А. В. Ромашкин, Ю. А. Поликарпов, Д. Д. Левин, В. К. Неволин, 2022
Финансирование работы: работа выполнена при финансовой поддержке гранта Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых (грант № МК-1024.2020.8, соглашение № 075-15-2020-439).
Для цитирования: Ромашкин А. В., Поликарпов Ю. А., Левин Д. Д., Неволин В. К. Прозрачный проводящий электрод на основе углеродных нанотрубок, формируемый аэрозольным распылением на полимерном слое P3HT:PCBM // Изв. вузов. Электроника. 2022. Т. 27. № 2. С. 159-174. doi: https://doi.org/10.24151/1561-5405-2022-27-2-159-174
Original article
Transparent conductive electrode based on carbon nanotubes formed by spray deposition on polymer P3HT:PCBM layer
A. V. Romashkin, Yu. A. Polikarpov, D. D. Levin, V. K. Nevolin
National Research University of Electronic Technology, Moscow, Russia [email protected]
Abstract. Solar cells based on organic materials are characterized by insufficient long-term stability, especially for perovskite solar cells. This emphasizes the importance of studies of alternative materials for electrodes and of their deposition methods. The use of composites of polymers and inorganic materials, in particular carbon nanotubes (CNTs), without doping makes it possible to increase solar cells stability and to reduce their cost. In this work, the results of the solubility of the P3HT:PCBM blend in various solvents are presented. Solvents and mixtures suitable for the preparation of stable dispersions of CNTs for spray deposition on the polymer layer without mixing of layers, with formation of transparent (more than 75 %) conductive layers having resistance of less than 5 kQ/^ without using doping or layer post-treatment procedures were determined. For CNT layers on glass substrates and substrates with a P3HT:PCBM layer, electrical measurements, Raman maps, and atomic force microscopy were used to measure the resistivity, the nonuniformity of the CNT distribution, and to estimate the amount of residual solvent. CNT consumption for the formation of a layer with a resistance of 5 kQ/^ ranged from 31 to 146 ^g/cm2, depending on the used solvents. It has been established that CNT dispersion with diacetone alcohol or its mixture with 1 -hexanol was optimal from the point of view of uniformity of CNT distribution on glass and low content of residual solvent. The lowest resistance of the CNT layer on P3HT:PCBM at fixed transparency was achieved when using a mixture of propylene glycol and PGMEA.
Keywords: carbon nanotube, spray deposition, transparent conductive layer, solar cell, Raman spectroscopy, atomic force microscopy, residual solvent
Funding: the work has been supported by grant of the President of the Russian Federation for state support of young Russian scientists (grant No. MK-1024.2020.8, agreement No. 075-15-2020-439).
For citation: Romashkin А. V., Polikarpov Yu. A., Levin D. D., Nevolin V. K. Transparent conductive electrode based on carbon nanotubes formed by spray deposition on polymer P3HT:PCBM layer. Proc. Univ. Electronics, 2022, vol. 27, no. 2, pp. 159-174. doi: https://doi.org/10.24151/1561-5405-2022-27-2-159-174.
Введение. Солнечные элементы (СЭ) на основе органических материалов характеризуются недостаточной временной стабильностью, особенно перовскитные, а проводящие материалы электродов и их вакуумное нанесение обусловливают большую часть стоимости СЭ [1, 2]. Поэтому исследование альтернативных материалов электродов и методов их нанесения - важная задача.
Применение композитов полимеров и неорганических материалов, в частности углеродных нанотрубок (УНТ), без легирования позволяет даже во влажной среде повысить временную стабильность перовскитных СЭ и снизить их стоимость [3, 4]. Замена металла и/или ITO (оксид индия-олова) на УНТ обеспечивает слабую зависимость проводимости электрода от концентрации анионов I- и CN-, что дополнительно увеличивает временную стабильность структур [5]. Нанесение большого количества слоев СЭ из раствора, например, методом аэрозольного распыления снижает стоимость СЭ и успешно применяется для осаждения фотоактивных [6] и буферных слоев [7] без уменьшения квантовой эффективности по сравнению с вакуумными методами. Разработка методов формирования верхнего прозрачного проводящего электрода обеспечивает реализацию тандемных [8] и полупрозрачных СЭ [9], что существенно расширяет возможности их использования. На основе легированных УНТ могут быть сформированы слои с удельным сопротивлением менее 75 Ом/^ [10]. Однако со временем легирование приводит к деградации параметров. Тем не менее без постобработки и при нанесении УНТ не в качестве нижнего слоя, а на сформированную структуру СЭ достижение приемлемой электропроводности при сохранении прозрачности является актуальной задачей.
Металлические микропроводники, наносимые по маске [9], реализуют недостаточно эффективный сбор заряда СЭ, поэтому объединение их с УНТ позволяет снизить требования к электропроводности последних. При этом наиболее распространенные для подготовки дисперсии УНТ растворители [11] часто не подходят ввиду высокого перерастворения полимеров P3HT, MEH-PPV и Spiro-OMeTAD, используемых в качестве дырочно-транспортного слоя [12]. Для некоторых из них, в частности для NMP, DMSO, DMA, данные по растворимости P3HT, особенно при повышенных температурах, в литературе не встречаются. Некоторые растворители, такие как DMF, толуол, га-логенированные растворители, имеют слишком высокую растворимость перовскитов или дырочно-проводящих материалов [13]. В случае использования тонких дырочно-транспортных слоев высокая растворимость может приводить к перераспределению и возникновению прямого контакта между фотоактивным и проводящим слоями, что существенно снижает квантовую эффективность [12]. Также высокая растворимость повышает сопротивление УНТ по слою [14], что требует увеличения толщины слоя (более 80 нм), и уменьшает его прозрачность (менее 60 %). При этом большое значение имеет однородность слоя УНТ, на которую существенно влияет выбранный растворитель [4].
Отметим, что аэрозольное формирование обеспечивает высокое качество интерфейса на границе перовскит - УНТ и большую квантовую эффективность СЭ. Хлорпроизводные ароматические углеводороды (хлорбензол) не растворяют перовскитный слой, однако неприменимы для нанесения на дырочно-транспортный слой, так как растворяют многие полимеры, достаточно токсичны и плохо отвечают требованиям экологичности производства. Аэрозольное распыление отличается меньшей стоимостью при масштабируемости производства [15] за счет минимальных потерь материала и требований к чистоте помещений, а также широкого выбора растворителей из-за меньшего влияния смачиваемости подложки на процесс формирования тонкого слоя по сравнению с центрифугированием, что важно для последовательного нанесения слоев из растворов.
Цель настоящей работы - разработка методов нанесения прозрачных проводящих слоев на основе УНТ на фотоактивные слои или дырочно-транспортные слои без существенного перерастворения слоя; методов оценки степени перерастворения и определения остаточного растворителя в слое и наиболее эффективных растворителей для снижения расхода материала УНТ при обеспечении наибольшей однородности по слою.
Материалы и методы. В качестве подложки применяли покровное стекло с нанесенным методом магнетронного распыления слоем титана с дополнительным слоем оксида титана (TiO2) толщиной 30 и 5 нм соответственно. Титан служил нижним электродом, собирающим электроны, а также использовался для подтверждения отсутствия сквозной проводимости. Фотоактивный полимерный слой состоял из смеси (1:1) полимера P3HT и производного фуллерена PCBM (Lumtec, Тайвань). Согласно обратной геометрии СЭ (собирающий электроны слой находится снизу) смесь P3HT:PCBM для формирования слоя с объемным гетеропереходом наносили на слой TiO2, а не на PEDOT:PSS, как в большинстве работ [16]. Для формирования слоя толщиной около 150-200 нм [17] использовали растворы P3HT:PCBM с большей концентрацией (40 мг/мл в хлорбензоле). Для снижения количества субмикронных примесных частиц PCBM раствор P3HT:PCBM фильтровали с использованием фильтра с диаметром пор 0,22 мкм (Millex/Sigma Aldrich, США). Нанесение проводили на центрифуге при 800 об/мин с плавным набором скорости от 100 об/мин.
Для нанесения верхнего прозрачного проводящего электрода использовали функ-ционализированные одностенные УНТ P3-SWNT (Carbon Solutions Inc., США). Перед нанесением УНТ проводили проверку растворимости смеси P3HT:PCBM и стабильности дисперсии УНТ в следующих 13 различных растворителях: N-метилпирролидон (NMP); этилацетоацетат (EAA); диметилацетамид (DMA); пропиленгликоль монометиловый эфир ацетат (PGMEA); диацетоновый спирт (HMP); 4-гептанон (4HEP); 1-гексанол (1HEX); пропиленгликоль (PG) (99,5 % чистоты; Sigma Aldrich, США); ме-тилизобутилкетон (MIBK); 2-пропанол (2P); ацетилацетон (AA); циклогексанол (CHL); циклогексанон (CHN) (99,9 % чистоты; ООО «Компонент-реактив», Россия). Для очистки УНТ от аморфного углерода и примесей проводили центрифугирование при 10 000 g. Концентрация УНТ для используемых растворителей составила от 60 до 90 мкг/мл. Для оценки степени перерастворения и влияния остаточного растворителя УНТ осаждали на полимерный слой P3HT:PCBM, а также на чистое покровное стекло с помощью системы аэрозольного распыления собственной разработки с наиболее оптимальными параметрами - малой плотностью аэрозольного потока - для максимальной однородности и снижения температуры нагрева образца [18]. На полимерный слой УНТ наносили по теневой маске в виде круга площадью 3 мм2. На покровные стекла для оценки сопротивления слоя УНТ наносили без маски.
Установка нанесения УНТ работает по принципу пневматического распыления при использовании сухого сжатого воздуха с давлением в линии около 2 атм. Нанесение УНТ происходило при неподвижном распылительном узле в закрытом корпусе с небольшим избыточным давлением внутри и фильтрацией воздуха через HEPA-фильтр при резистивном нагреве столика и вакуумном прижатии образца. При нанесении УНТ из растворителей с различным давлением паров расстояние между соплом и подложкой составляло 6,5-14 см и изменялось обратно пропорционально давлению паров. Площадь нанесения УНТ изменялась в соответствии с расстоянием сопло - подложка при неизменности пространственного угла распыления, реализуемого конфигурацией рас-
пылительного сопла. Неоднородность распределения и количество УНТ оценивали путем снятия карт (20 х 20 точек в области 50 х 50 мкм) интенсивности G-пика УНТ Ig комбинационного рассеяния (КР) света с помощью спектрометра КР Centaur HR (NanoScanTechnology Ltd., Россия). При нахождении одной УНТ в диаметре лазерного пятна около 700 нм Ig = 30 отн. ед., время накопления 10 с. Толщину формируемого слоя оценивали по IG по данной градуировке в зависимости от количества долей длины УНТ, попадающих в область лазерного пятна, плотности расположения УНТ в атомно-силовом микроскопе (АСМ) и их эффективного диаметра с учетом остаточного растворителя. При распылении подложку нагревали до 75 °C, так как б0льшая температура могла привести к необратимым изменениям фотоактивного слоя. После осаждения для стеклянных подложек слой УНТ промывали (постобработка) в растворе 10%-ной муравьиной кислоты в бутилацетате для удаления остаточного растворителя [18]. Применение раствора минимизирует потери УНТ из слоя при постобработке, что подтверждается контролем Ig на спектрах КР до и после постобработки.
Итоговая последовательность слоев структуры имеет вид Ti/TiO2/P3HT:PCBM/CNT. Данная структура выбрана для оценки влияния смешивания УНТ с полимерным слоем на фотоотклик. Во всех структурах, где сформирован сплошной слой УНТ, наблюдается фототок порядка 1 мкА/мм2, что существенно ниже, чем описано в литературе [17]. Это в значительной степени обусловливается отсутствием дырочно-транспортного слоя, влиянием ловушек в слое TiO2 и деградацией его параметров со временем, а не качеством границы раздела полимер - УНТ [19]. Для оценки степени погружения УНТ в фотоактивный слой и содержания остаточного растворителя применяли анализ диаметров УНТ в АСМ Solver Pro (НТ-МДТ, Россия), удельное сопротивление слоев УНТ до и после постобработки оценивали с помощью измерителя ИППП 1/5 (ОАО «МНИПИ», Беларусь).
Результаты и их обсуждение. Для уменьшения смешивания УНТ с полимерным слоем P3HT:PCBM необходимы растворители или их смесь, имеющие низкую растворимость полимерного слоя и высокую стабильность дисперсии УНТ. Поскольку в литературе данные для используемых растворителей представлены неполно [20], проведен анализ растворимости смеси P3HT:PCBM (1 мг/мл) в 13 различных растворителях путем визуального осмотра цвета раствора (рис. 1). На рисунке интенсивность окраски желто-оранжевого цвета, которая соответствует растворению P3HT, представлена в оттенках серого.
CHN NMP DMA 4НЕР MIBK АА CHL PGMEA ЕАА
imwm
Рис. 1. Растворимость смеси P3HT:PCBM в различных растворителях в порядке уменьшения (жирным шрифтом выделены названия растворителей, в которых УНТ образует стабильную как минимум
в течение часа дисперсию) Fig. 1. Solubility of the mixture P3HT:PCBM in various solvents in decreasing order (the names of solvents in which CNT forms a stable dispersion for at least an hour are highlighted in bold)
Пробирки нагревали при температуре 90 °C в течение 5 мин для моделирования условий осаждения УНТ (в дальнейшем цвет растворов не менялся). Смесь P3HT:PCBM показывает наименьшую растворимость в растворителях 1HEX, HMP, 2P и PG. Достаточно низкая растворимость наблюдается в растворителях AA, PGMEA, CHL и EAA, а в CHN, NMP, DMA, 4HEP и MIBK смесь P3HT:PCBM имеет наивысшую растворимость, поэтому они не могут быть использованы для распыления. Поскольку для CHN предел растворимости полимера P3HT составляет 0,2 мг/мл [20], то, с учетом диаметра микрокапли 30 мкм, при нанесении дисперсии на полимерный слой взаимодействие с микрокаплей приводит к тому, что толщина перерастворяемого слоя P3HT составляет около 1 нм. Это при условии большего нагрева подложки, чем при комнатной температуре, и последующих процессов перерастворения в связи с последовательным осаждением микрокапель в течение процесса нанесения может приводить к перераспределению материала дырочно-транспортного слоя на существенно большую глубину. Также увеличится сопротивление слоя УНТ из-за перераспределения молекул дырочно-транспортного слоя, что нежелательно. С учетом данных по CHN, проведенной оценки и эксперимента по растворимости можно сделать следующий вывод: растворимость смеси P3HT:PCBM в растворителях NMP, DMA, 4HEP и MIBK несущественно ниже, чем в CHN. Это объясняет их неприменимость. Но основой дисперсии УНТ могут быть только растворители NMP, PG, DMA, HMP, 2P, АА, PGMEA, ЕАА (в порядке убывания стабильности). Растворители PG и 2P характеризуются очень низкой растворимостью как P3HT, так и PCBM и позволяют получить стабильную дисперсию УНТ, однако не могут быть использованы в чистом виде. Это объясняется тем, что PG медленно испаряется из слоя УНТ, а 2P, напротив, имеет слишком высокую скорость испарения, которая требует небольшого расстояния между соплом и подложкой. Последнее сложно реализуемо при малой плотности аэрозольного потока [18]. Растворители EAA и HMP имеют похожую растворимость P3HT:PCBM, однако для обеспечения минимального остаточного растворителя в слое предпочтительнее использование растворителя HMP, имеющего большее давление насыщенных паров при температуре нанесения. Растворители AA и PGMEA могут быть использованы для приготовления дисперсии, но в силу частичной растворимости полимерного слоя их доля не должна превышать 30-60 % [19]. Несмотря на хорошие результаты применения растворителя CHL при нанесении на слой MEH-PPV, среди растворителей, показывающих малую стабильность дисперсии УНТ, более предпочтительно использование растворителя 1HEX ввиду меньшей растворимости смеси P3HT:PCBM. Доля 1HEX также не должна превышать 30-60 % [19].
Таким образом, для приготовления дисперсии УНТ выбраны следующие растворители и их смеси: HMP; HMP:1HEX (2:1); AA:PG (4:1); PGMEA:PG (4:1); 2P:PG (4:1); PGMEA:PG (1:4). Для сравнения использовали результаты нанесения УНТ из чистого PG как наиболее доступного и при этом не растворяющего смесь P3HT:PCBM растворителя. Для оценки доли остаточного растворителя и сопротивления пленки по сравнению с чистым PG проведено нанесение 0,9 мл дисперсии УНТ на стекло с расходом 2 2 2 УНТ 10,5 мкг/см на площадь S = 6,2 см для смеси PGMEA:PG (1:4); 13 мкг/см
(S = 4,2 см2) для смеси HMP:1HEX; 32 мкг/см2 (S = 2,5 см2) для HMP; 49 мкг/см2 (S = 1,3 см ) для смесей AA:PG, PGMEA:PG (4:1) и 2P:PG. Высокое сопротивление слоя УНТ до постобработки Rsbt для смесей растворителей AA:PG, 2P:PG и PGMEA:PG (4:1) (рис. 2) не позволяет использовать их для нанесения на полимерный слой, так как это приведет к существенному повышению расхода материала для получения приемлемого сопротивления слоя (не более 5 кОм/^).
Рис. 2. Зависимость сопротивления слоя УНТ на стекле до Rsbt и после Rs постобработки и отношения AR/Rs от интенсивности комбинационного рассеяния IG при использовании разных растворителей (значение AR/Rs = 416 для PGMEA:PG (4:1) не показано): - ■ - PG без постобработки; - ■ - PG с постобработкой (аппроксимация и экспериментальные точки);
- • - AR/Rs
Fig. 2. Dependence of the resistance of the CNT layer on the glass before Rsbt and after Rs postprocessing and the ratio AR/Rs on the intensity of Raman scattering IG when using different solvents (the value AR/Rs = 416 for PGMEA:PG (4:1) is not shown): - ■ - PG without post-processing;
- ■ - PG with post-processing (approximation and experimental points); - • - AR/Rs
Также одной из причин большего значения отношения разности сопротивлений до и после Я? постобработки к сопротивлению после постобработки АЯ/ЕЙ характеризующей влияние остаточного растворителя в слое УНТ, является использование аэрозольного потока с большей плотностью. Для данных растворителей площадь нанесения £ меньше в 3-5 раз. Остальные растворители показали близкое или меньшее значение сопротивления Я^ с учетом плотности сетки УНТ относительно значения сопротивления при использовании растворителя РО, особенно PGMEA:PG (1:4), и применялись в дальнейшем для нанесения на слой Р3НТ:РСВМ. В случае PGMEA:PG (1:4) с учетом того, что значения АЯ/Е для растворителей РОМЕА:РО (1:4) и РО близки, это может быть обусловлено большей однородностью распределения УНТ в слое. Однако распыление на полимерный слой Р3НТ:РСВМ выбранных композиций растворителей может приводить к формированию существенно различающихся по свойствам слоев по сравнению с использованием гидрофильной стеклянной подложки. Это может быть обусловлено влиянием смачиваемости и частичного перерастворения, в итоге влияющих на степень неоднородности слоев и сопротивление. Поэтому для формирования пленки с приемлемой (порядка 5-10 кОм/^) проводимостью УНТ наносили на слой Р3НТ:РСВМ с увеличенным объемом распыляемого материала: 45 мкг/см для растворителей НМР и НМР:1НЕХ; 12 мкг/см2 для PGMEA:PG (1:4) (рис. 3).
При формировании прозрачных проводящих покрытий, в которых УНТ выполняют роль прозрачного проводящего слоя между металлическими микропроводниками, не требуются низкие сопротивления слоя УНТ, так как общая проводимость покрытия определяется металлом [9, 21]. По результатам нанесения выбранных дисперсий на полимерный слой выявлено следующее. Несмотря на более
низкое сопротивление на
покровном стекле для НМР по сравнению с сопротивлением растворителя PG, при нанесении на полимерный слой происходит увеличение сопротивления слоя даже при увеличении интенсивности ^ УНТ (рис. 3, а). Это может свидетельствовать или о перерастворении смеси Р3НТ:РСВМ, или о снижении однородности слоя УНТ. Аналогичный характер увеличения сопротивления наблюдается при использовании растворителя PGMEA:PG (1:4) (рис. 3, б), причем даже в большей степени, что, по-видимому, обусловлено ухудшением однородности слоя УНТ на слое Р3НТ:РСВМ. В случае применения растворителя HMP:1HEX (рис. 3, в) наблюдается уменьшение сопротивления слоя при увеличении количества наносимой дисперсии (соответствует большей интенсивности ^ и естественному снижению сопротивления при увеличении количества УНТ) при переходе от стекла к слою P3HT:PCBM. Данное обстоятельство косвенно указывает на отсутствие существенного перерастворения. Однако по сравнению с сопротивлением Rsbt слоя при использовании растворителя PG наблюдается некоторое увеличение Rsы, что также обусловлено ростом неоднородности слоя УНТ.
Рис. 3. Зависимости сопротивления слоя УНТ Rsbt на слое P3HT:PCBM и стекле от интенсивности комбинационного рассеяния IG при использовании разных растворителей: а - HMP; б - PGMEA:PG (1:4); в - HMP:1HEX (2:1);
(-сопротивление слоя УНТ, нанесенного из
растворителя PG на стекло, при указанной IG УНТ)
Fig. 3. Dependences of the resistance of the CNT layer on the P3HT:PCBM and glass on the intensity of Raman scattering IG when using different solvents: a - HMP; b - PGMEA:PG (1:4);
с - HMP: 1 HEX (2:1); (-resistance of the CNT
layer deposited from the PG solvent on the glass at the specified IG CNT)
Таким образом, важным обстоятельством является существенная разница в характере формирования слоя на стекле и слое P3HT:PCBM. Это необходимо учитывать и подбирать оптимальные растворители, т. е. рассматривать совокупность оценок содержания остаточного растворителя, неоднородности слоя и расхода УНТ на единицу площади. Поскольку с помощью АСМ можно наблюдать отдельные УНТ (рис. 4, а), то очевидно, что перерастворения полимерного подслоя при нанесении УНТ не происходит или оно незначительно. Поэтому основными факторами, влияющими на сопротивление слоя УНТ, остаются неоднородность слоя и остаточный растворитель. Исходные параметры шероховатости полимерного слоя P3HT:PCBM (Ra = 0,55 нм, Rz = 2,6 нм)
после нанесения УНТ изменяются незначительно во всех случаях. При использовании растворителей PGMEA:PG (4:1) и 2P:PG наблюдаются конгломераты УНТ, а также чистые участки без УНТ, что объясняет высокое сопротивление, в том числе при нанесении на покровное стекло (формируется неоднородный слой). При использовании смеси HMP:1HEX наблюдается меньшее количество примесей и остаточного растворителя, чем при использовании чистого HMP, а измеренные диаметры УНТ минимальны и указывают на малую долю остаточного растворителя. Средний диаметр используемых УНТ по результатам АСМ составляет 2,5-3 нм, больший диаметр свидетельствует об остаточном растворителе на поверхности УНТ (рис. 4, б).
Рис. 4. Морфология слоя УНТ на поверхности P3HT:PCBM при использовании различных растворителей (нанесено 0,2 мл дисперсии): а - АСМ-изображение; б - диаметры УНТ (• - средние значения
диаметров УНТ)
Fig. 4. Morphology of the CNT layer on P3HT:PCBM surface using various solvents (0.2 ml of dispersion was deposited): a - AFM images; b - CNT diameters (• - the average values of the CNT diameters)
Несмотря на меньшее содержание остаточного растворителя, что подтверждается меньшим диаметром УНТ, в случае применения растворителя HMP:1HEX ввиду большей неоднородности, чем у PGMEA:PG (1:4), реализуется приемлемое, но более высокое сопротивление слоя УНТ на поверхности слоя P3HT:PCBM. В случае применения растворителя PG средний диаметр УНТ максимален. Это свидетельствует о большом количестве остаточного растворителя, поэтому его использование для нанесения дисперсии УНТ на фотовольтаическую структуру не всегда допустимо, так как удалить его чаще всего невозможно, а остаточный растворитель может ускорить деградацию СЭ. Обнаружено, что средний диаметр УНТ коррелирует со значениями фона КР: чем больше остаточного растворителя, тем больше фон на спектрах КР. Для выявления причин возникновения меньшего сопротивления слоя УНТ при использовании растворителя PGMEA:PG (1:4) по сравнению с сопротивлением слоя PG оценена неоднородность распределения УНТ на поверхности стекла по отношению стандартного отклонения g к медианной оценке M среднего значения интенсивности IG согласно методике, описанной в [18]. Полученные значения соотнесены со значениями сопротивления Rsbt и AR/Rs (рис. 5). Определено, что неоднородность слоя минимальна для растворителей PGMEA:PG (1:4), AA:PG, HMP и HMP:1HEX. Остальные растворители показывают более высокие значения неоднородности, хотя и несколько меньшие, чем у слоя УНТ, нанесенного из растворителя PG. В целом неоднородность слоев УНТ по толщине g/M,
являющаяся в том числе оценкой воспроизводимости формирования, при М > 700 отн. ед. составляет не более 15-20 %. Несмотря на минимальную неоднородность в случае применения растворителя AA:PG на стекле, данная смесь растворителей не является оптимальной, так как имеет слишком высокое сопротивление слоя УНТ по сравнению с сопротивлением слоя PG, что обусловлено существенным количеством остаточного растворителя, проявляющимся и в высоком значении ЛШКц.
Рис. 5. Зависимость неоднородности слоя УНТ c/M, сопротивления слоя УНТ Rsbt и отношения AR/Rs от медианного значения интенсивности G-пика M при использовании разных растворителей: •, •, о - соответственно экспериментальные значения c/M, AR/Rs, Rsbt; кривые 1, 2, 3 - соответственно аппроксимация c/M, Rsbt, AR/Rs для растворителя PG, применяемого в качестве референса; ■ - экспериментальные значения c/M для растворителя PG. Вставка - аппроксимация зависимости c/M от M при использовании PG в расширенных
интервалах
Fig. 5. Dependence of the inhomogeneity of the CNT layer c/M, the resistance of the CNT layer Rsbt and the ratio AR/Rs on the median value of the intensity of the G-peak M when using different solvents: •, •, о - respectively experimental values c/M, AR/RS, Rsbt; curves 1, 2, 3 are respectively approximations of c/M, Rsbt, AR/RS for the PG solvent used as a reference; ■ - experimental values c/M for solvent PG. Insertion - approximation of the dependence c/M on M when using PG
in extended intervals
Таким образом, принимая во внимание оценку неоднородности слоя, а также учитывая измеренные диаметры и значения можно сделать вывод, что добавка 20 % PGMEA к PG улучшает однородность слоя на стекле и снижает содержание остаточного растворителя и в совокупности обеспечивает меньшее сопротивление. Тем не менее минимальные диаметры УНТ и, соответственно, наименьшая доля остаточного растворителя наблюдаются в случае использования растворителя НМР:1НЕХ. Поэтому для выбора между этими двумя композициями растворителей необходимо сравнить сопротивления слоя УНТ на слое Р3НТ:РСВМ при равном количестве УНТ в слое. Это позволит оценить влияние остаточного растворителя и однородности распределения УНТ на проводимость слоя (рис. 6, а). Сопротивление слоя УНТ при приемлемой его прозрачности оценивалось при 1с = 2000 отн. ед., соответствующей не менее 75 % прозрачности слоя при его толщине 25-50 нм с учетом различного остаточного растворителя (рассматриваемый слой в несколько раз тоньше, чем слой, исследованный в [14]). Полученная оценка сопротивления слоя является удовлетворительной для формирования верхнего проводящего слоя перовскитных и органических СЭ.
Рис. 6. Диаграммы сопротивления слоя УНТ при IG = 2000 отн. ед. (а) и расхода УНТ для формирования
слоя с Rsbt = 5 кОм/^ (б) при их нанесении на слой P3HT:PCBM из разных растворителей Fig. 6. Diagrams of the resistance of the CNT layer at IG = 2000 rel. units (a) and the CNT consumption for the formation of a layer with Rsbt = 5 kQ/^ (b) when they are applied to the layer P3HT:PCBM from different
solvents
Проведена экстраполяция сопротивления слоя УНТ на слое Р3НТ:РСВМ (см. рис. 6, а) для четырех растворителей до ^ = 2000 отн. ед. в предположении, что сопротивление Rsbt будет уменьшаться с увеличением плотности сетки УНТ и, соответственно, ^ аналогично поведению сопротивления Rsbt при использовании слоя PG. Наилучшую проводимость слоя обеспечивает смесь PGMEA:PG (1:4), по всей видимости, ввиду большей однородности распределения УНТ. Остаточный растворитель меньше влияет на сопротивление, чем однородность по слою: сопротивление Rsы для слоев НМР:1НЕХ и НМР выше, чем сопротивление Rsbt для слоя PG. Тем не менее за счет меньшего остаточного растворителя или улучшения однородности слоя УНТ при равной прозрачности и равной интенсивности ^ сопротивление Rsы для слоя НМР:1НЕХ меньше, чем сопротивление Rsы для слоя НМР. Аналогично сопротивление Rsы для слоя PGMEA:PG (1:4) меньше, чем сопротивление Rsы для слоя PG. Однако для количественной оценки этого необходимы дальнейшие исследования сформированных слоев УНТ с низким сопротивлением и близкими значениями прозрачности (количеством УНТ на единицу площади). Таким образом, проводимость может существенно изменяться ввиду наличия как остаточного растворителя, так и неоднородности распределения УНТ в слое. Поэтому более корректной является сравнительная оценка расхода УНТ для формирования слоя с определенным сопротивлением. С учетом возможности формирования прозрачного проводящего покрытия, содержащего металлические микропроводники, приемлемым будет сопротивление около 5 кОм/и. Падение напряжения на канале, сформированном УНТ между металлическими микропроводниками, например, с периодом 200 мкм, шириной 20 мкм и длиной 1 см, при фототоке лучших перов-скитных элементов около 20-25 мА/см [10, 14] будет составлять при удельном сопротивлении слоя УНТ 5 кОм/и не более 40 мВ. Это на фоне характерной для перовскитов фотоЭДС, равной 0,9-1 В, не является неприемлемыми потерями (менее 5 %). График расхода материала УНТ (рис. 6, б) показывает, что добавка 20 % растворителя РОМЕА незначительно увеличивает расход по сравнению с использованием чистого растворителя PG, что обусловлено большим давлением паров PGMEA и большими потерями при распылении. Но при этом такая добавка позволяет получить слой с меньшим
сопротивлением по сравнению с чистыми растворителями PG или HMP при фиксированной прозрачности.
Использование растворителей HMP или HMP:1HEX более предпочтительно при формировании слоя УНТ с низким содержанием остаточного растворителя на полимерном слое P3HT. Высокое содержание остаточного растворителя снижает электропроводность по слою УНТ, способствует повышению скорости деградации СЭ, а полное удаление его не представляется возможным при формировании слоя УНТ как верхнего электрода. Применение высоких температур отжига в случае полимерных подложек невозможно, поэтому термообработка даже в среде аргона не приводит к полному удалению остаточного растворителя. Однако следует отметить, что снижение содержания остаточного растворителя в слое УНТ при использовании растворителей HMP или HMP:1HEX ведет к большим потерям материала при аэрозольном распылении.
Заключение. В результате оценки растворимости слоя P3HT:PCBM и стабильности дисперсий УНТ определены два наиболее подходящих растворителя: пропиленгли-коль и диацетоновый спирт с добавками соответственно в виде PGMEA (20 об. %) и 1-гексанола (30 об. %). С использованием данных растворителей можно формировать прозрачный (более 75 %) проводящий (менее 5 кОм/^) слой УНТ на полимерном слое P3HT:PCBM без его перерастворения при температуре подложки до 75 °С. Также указанные смеси растворителей позволяют формировать при аэрозольном нанесении наименьшую неоднородность слоя УНТ, характеризуемую отношением стандартного отклонения к медианному значению интенсивности Ig УНТ на картах спектров КР на стеклянной подложке. При этом воспроизводимость (неоднородность) слоя по толщине при медианной оценке Ig = 700 отн. ед. и более составляет менее 15-20 %. Наилучшее значение g/M, равное 0,36, с учетом плотности сетки УНТ имеет слой, полученный из смеси HMP:1HEX. Наименьшее значение g/M получено для смеси AA:PG. В последнем случае, несмотря на высокую однородность, большое количество остаточного растворителя не позволяет получить низкое сопротивление слоя без постобработки.
Сопротивление слоя УНТ на слое P3HT:PCBM существенно возрастает по сравнению со стеклянной подложкой, что обусловлено увеличением неоднородности слоя УНТ и в меньшей степени влиянием остаточного растворителя. Остаточный растворитель в слое может быть определен не только по изменению сопротивления при постобработке в растворе муравьиной кислоты, но и посредством контроля диаметров УНТ с помощью АСМ и интенсивности фона на КР-спектрах. Минимальное количество остаточного растворителя реализуется при использовании диацетонового спирта или его смеси с 1 -гексанолом. Однако в этом случае увеличивается расход материала и не обеспечивается аналогичный уровень электропроводности. Наилучшее сопротивление слоя УНТ на слое P3HT:PCBM при одинаковой прозрачности реализуется при использовании смеси пропиленгликоля с PGMEA. В данном случае расход материала увеличивается незначительно относительно чистого пропиленгликоля: 34,3 мкг/см2 против 30,5 мкг/см2 для формирования сопротивления слоя 5 кОм/а Такое поведение обусловлено как различием в потерях материала при распылении, так и большей неоднородностью распределения УНТ в слое при нанесении на слой P3HT:PCBM, в том числе и для смеси HMP:1HEX, по сравнению с PGMEA:PG.
Полученные результаты могут быть использованы для формирования на полимерном дырочно-транспортном слое P3HT или его аналогах верхнего либо в случае стеклянной подложки нижнего прозрачного проводящего электрода на основе УНТ в структурах СЭ и оптоэлектроники.
Литература
1. Espinosa N., Garcia-Valverde R., Urbina A., Krebs F. C. A life cycle analysis of polymer solar cell modules prepared using roll-to-roll methods under ambient conditions // Sol. Energy Mater. Sol. Cells. 2011. Vol. 95. Iss. 5. P. 1293-1302. doi: https://doi.org/10.1016/j.solmat.2010.08.020
2. Meng L., You J., Yang Y. Addressing the stability issue of perovskite solar cells for commercial applications // Nat. Commun. 2018. Vol. 9. Art. No. 5265. doi: https://doi.org/10.1038/s41467-018-07255-1
3. Carbon-sandwiched perovskite solar cell / N. Ahn, I. Jeon, J. Yoon et al. // J. Mater. Chem. A. 2018. Vol. 6. Iss. 4. P. 1382-1389. doi: https://doi.org/10.1039/C7TA09174E
4. Ultrasound-spray deposition of multi-walled carbon nanotubes on NiO nanoparticles-embedded perovskite layers for high-performance carbon-based perovskite solar cells / Y. Yang, H. Chen, X. Zheng et al. // Nano Energy. 2017. Vol. 42. P. 322-333. doi: https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2017.11.003
5. Efficiently improving the stability of inverted perovskite solar cells by employing polyethylenimine-modified carbon nanotubes as electrodes / Y. Zhou, X. Yin, Q. Luo et al. // ACS Applied Materials & Interfaces. 2018. Vol. 10. Iss. 37. P. 31384-31393. doi: https://doi.org/10.1021/acsami.8b10253
6. Fabrication of spray-coated semitransparent organic solar cells / M. H. Kang, D. K. Heo, D. H. Kim et al. // IEEE Journal of the Electron Devices Society. 2019. Vol. 7. P. 1129-1132. doi: https://doi.org/10.1109/JEDS.2019.2949685
7. Spray coating of the PCBM electron transport layer significantly improves the efficiency of p-i-n planar perovskite solar cells / Y. Zheng, J. Kong, D. Huang et al. // Nanoscale. 2018. Vol. 10. Iss. 24. P. 11342-11348. doi: https://doi.org/10.1039/C8NR01763H
8. A nonfullerene semitransparent tandem organic solar cell with 10.5 % power conversion efficiency / S. Chen, H. Yao, B. Hu et al. // Adv. Energy Mater. 2018. Vol. 8. Iss. 31. Art. No. 1800529. doi: https://doi.org/ 10.1002/aenm.201800529
9. Semitransparent organic solar cells enabled by a sequentially deposited bilayer structure / Y. Song, K. Zhang, S. Dong et al. // ACS Applied Materials & Interfaces. 2020. Vol. 12. Iss. 16. P. 18473-18481. doi: https://doi.org/10.1021/acsami.0c00396
10. High-performance solution-processed double-walled carbon nanotube transparent electrode for perovskite solar cells / I. Jeon, J. Yoon, U. Kim et al. // Adv. Energy Mater. 2019. Vol. 9. Iss. 27. Art. No. 1901204. doi: https://doi.org/10.1002/aenm.201901204
11. Azar N. S., Pourfath M. Aggregation kinetics and stability mechanisms of pristine and oxidized nanocarbons in polar solvents // J. Phys. Chem. C. 2016. Vol. 120. Iss. 30. P. 16804-16814. doi: https://doi.org/ 10.1021/acs.jpcc.6b05318
12. Efficiency enhancement of hybrid perovskite solar cells with MEH-PPV hole-transporting layers / H.-W. Chen, T.-Y. Huang, T.-H. Chang et al. // Scientific Reports. 2016. Vol. 6. No. 1. Art. No. 34319. doi: https://doi.org/10.1038/srep34319
13. Compact layer free perovskite solar cells with a high-mobility hole-transporting layer / Q. Zhu, X. Bao, J. Yu et al. // ACS Applied Materials & Interfaces. 2016. Vol. 8. Iss. 4. P. 2652-2657. doi: https://doi.org/ 10.1021/acsami.5b10555
14. Solubilization of carbon nanotubes with ethylene-vinyl acetate for solution-processed conductive films and charge extraction layers in perovskite solar cells / G. Mazzotta, M. Dollmann, S. N. Habisreutinger et al. // ACS Applied Materials & Interfaces. 2019. Vol. 11. Iss. 1. P. 1185-1191. doi: https://doi.org/10.1021/ acsami.8b15396
15. Scalable fabrication of perovskite solar cells / Z. Li, T. R. Klein, D. H. Kim et al. // Nat. Rev. Mater. 2018. Vol. 3. No. 4. Art. No. 18017. doi: https://doi.org/10.1038/natrevmats.2018.17
16. Effect of P3HT:PCBM concentration in solvent on performances of organic solar cells / W.-H. Baek, H. Yang, T.-S. Yoon et al. // Sol. Energy Mater. Sol. Cells. 2009. Vol. 93. Iss. 8. P. 1263-1267. doi: https://doi.org/10.1016/j.solmat.2009.01.019
17. Moulé A. J., Bonekamp J. B., Meerholz K. The effect of active layer thickness and composition on the performance of bulk-heterojunction solar cells // J. Appl. Phys. 2006. Vol. 100. Iss. 9. Art. No. 094503. doi: https://doi.org/10.1063/L2360780
18. Polikarpov Y. A., Romashkin A. V., Struchkov N. S., Levin D. D. High uniform carbon nanotube thin films spray deposition on substrates with patterned structures having height difference // 2019 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (EIConRus). St. Petersburg; Moscow: IEEE, 2019. P. 1980-1985. doi: 10.1109/EIConRus.2019.8657225
19. Romashkin A. V., Polikarpov Yu. A., Alexandrov E. V., Nevolin V. K. Carbon nanotubes and wolfram oxide nanoparticles spray coating on polymer photoactive layer // J. Phys. Conf. Ser. 2020. Vol. 1695. No. 1. Art. ID: 012086. doi: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1695/1/012086
20. Classification of additives for organic photovoltaic devices / F. Machui, P. Maisch, I. Burgues-Ceballos et al. // ChemPhysChem. 2015. Vol. 16. Iss. 6. P. 1275-1280. doi: https://doi.org/10.1002/ cphc.201402734
21. Technological basis of the formation of micromesh transparent electrodes by means of a self-organized template and the study of their properties / A. S. Voronin, M. M. Simunin, Yu. V. Fadeev et al. // Tech. Phys. Lett. 2019. Vol. 45. Iss. 4. P. 366-369. doi: https://doi.org/10.1134/S1063785019040187
Статья поступила в редакцию 22.10.2021 г.; одобрена после рецензирования 22.10.2021 г.;
принята к публикации 22.02.2022 г.
Информация об авторах
Ромашкин Алексей Валентинович - кандидат технических наук, научный сотрудник Научно-образовательного центра «Зондовая микроскопия и нанотехнология» Национального исследовательского университета «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1), [email protected]
Поликарпов Юрий Александрович - аспирант кафедры квантовой физики и нано-электроники Национального исследовательского университета «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1), [email protected]
Левин Денис Дмитриевич - кандидат технических наук, научный сотрудник Научно-образовательного центра «Зондовая микроскопия и нанотехнология» Национального исследовательского университета «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1), [email protected]
Неволин Владимир Кириллович - доктор физико-математических наук, руководитель Научно-образовательного центра «Зондовая микроскопия и нанотехнология» Национального исследовательского университета «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1), [email protected]
References
1. Espinosa N., Garcia-Valverde R., Urbina A., Krebs F. C. A life cycle analysis of polymer solar cell modules prepared using roll-to-roll methods under ambient conditions. Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 2011, vol. 95, iss. 5, pp. 1293-1302. doi: https://doi.org/10.1016/j.solmat.2010.08.020
2. Meng L., You J., Yang Y. Addressing the stability issue of perovskite solar cells for commercial applications. Nat. Commun., 2018, vol. 9, art. no. 5265. doi: https://doi.org/10.1038/s41467-018-07255-1
3. Ahn N., Jeon I., Yoon J., Kauppinen E. I., Matsuo Yu., Maruyama S., Choi M. Carbon-sandwiched perovskite solar cell. J. Mater. Chem. A, 2018, vol. 6, iss. 4, pp. 1382-1389. doi: https://doi.org/10.1039/ C7TA09174E
4. Yang Y., Chen H., Zheng X., Meng X., Zhang T., Hu C., Bai Y., Xiao Sh., Yang Sh. Ultrasound-spray deposition of multi-walled carbon nanotubes on NiO nanoparticles-embedded perovskite layers for highperformance carbon-based perovskite solar cells. Nano Energy, 2017, vol. 42, pp. 322-333. doi: https://doi.org/ 10.1016/j.nanoen.2017.11.003
5. Zhou Y., Yin X., Luo Q., Zhao X., Zhou D., Han J., Hao F., Tai M. et al. Efficiently improving the stability of inverted perovskite solar cells by employing polyethylenimine-modified carbon nanotubes as electrodes. ACS Applied Materials & Interfaces, 2018, vol. 10, iss. 37, pp. 31384-31393. doi: https://doi.org/10.1021/ acsami.8b10253
6. Kang M. H., Heo D. K., Kim D. H., Lee M., Ryu K., Kim Y. H., Yun C. Fabrication of spray-coated semitransparent organic solar cells. IEEE Journal of the Electron Devices Society, 2019, vol. 7, pp. 1129-1132. doi: https://doi.org/10.1109/JEDS.2019.2949685
7. Zheng Y., Kong J., Huang D., Shi W., McMillon-Brown L., Katz H. E., Yu J., Taylor A. D. Spray coating of the PCBM electron transport layer significantly improves the efficiency of p-i-n planar perovskite solar cells. Nanoscale, 2018, vol. 10, iss. 24, pp. 11342-11348. doi: https://doi.org/10.1039/C8NR01763H
8. Chen S., Yao H., Hu B., Zhang G., Arunagiri L., Ma L.-K., Huang J., Zhang J. et al. A nonfullerene semitransparent tandem organic solar cell with 10.5 % power conversion efficiency. Adv. Energy Mater., 2018, vol. 8, iss. 31, art. no. 1800529. doi: https://doi.org/10.1002/aenm.201800529
9. Song Y., Zhang K., Dong S., Xia R., Huang F., Cao Y. Semitransparent organic solar cells enabled by a sequentially deposited bilayer structure. ACS Applied Materials & Interfaces, 2020, vol. 12, iss. 16, pp. 18473-18481. doi: https://doi.org/10.1021/acsami.0c00396
10. Jeon I., Yoon J., Kim U., Lee Ch., Xiang R., Shawky A., Xi J. et al. High-performance solution-processed double-walled carbon nanotube transparent electrode for perovskite solar cells. Adv. Energy Mater., 2019, vol. 9, iss. 27, art. no. 1901204. doi: https://doi.org/10.1002/aenm.201901204
11. Azar N. S., Pourfath M. Aggregation kinetics and stability mechanisms of pristine and oxidized nanocarbons in polar solvents. J. Phys. Chem. C, 2016, vol. 120, iss. 30, pp. 16804-16814. doi: https://doi.org/ 10.1021/acs.jpcc.6b05318
12. Chen H.-W., Huang T.-Y., Chang T.-H., Sanehira Y., Kung Ch.-W., Chu Ch.-W., Ikegami M., Miyasaka T., Ho K.-Ch. Efficiency enhancement of hybrid perovskite solar cells with MEH-PPV hole-transporting layers. Scientific Reports, 2016, vol. 6, no. 1, art. no. 34319. doi: https://doi.org/10.1038/srep34319
13. Zhu Q., Bao X., Yu J., Zhu D., Qiu M., Yang R., Dong L. Compact layer free perovskite solar cells with a high-mobility hole-transporting layer. ACS Applied Materials & Interfaces, 2016, vol. 8, iss. 4, pp. 2652-2657. doi: https://doi.org/10.1021/acsami.5b10555
14. Mazzotta G., Dollmann M., Habisreutinger S. N., Christoforo M. G., Wang Zh., Snaith H. J., Riede M. K., Nicholas R. J. Solubilization of carbon nanotubes with ethylene-vinyl acetate for solution-processed conductive films and charge extraction layers in perovskite solar cells. ACS Applied Materials & Interfaces, 2019, vol. 11, iss. 1, pp. 1185-1191. doi: https://doi.org/10.1021/acsami.8b15396
15. Li Z., Klein T. R., Kim D. H., Yang M., Berry J. J., van Hest M. F. A. M., Zhu K. Scalable fabrication of perovskite solar cells. Nat. Rev. Mater., 2018, vol. 3, no. 4, art. no. 18017. doi: https://doi.org/10.1038/ natrevmats .2018.17
16. Baek W.-H., Yang H., Yoon T.-S., Kang C. J., Lee H. H., Kim Y.-S. Effect of P3HT:PCBM concentration in solvent on performances of organic solar cells. Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 2009, vol. 93, iss. 8, pp. 1263-1267. doi: https://doi.org/10.1016/j.solmat.2009.01.019
17. Moulé A. J., Bonekamp J. B., Meerholz K. The effect of active layer thickness and composition on the performance of bulk-heterojunction solar cells. J. Appl. Phys., 2006, vol. 100, iss. 9, art. no. 094503. doi: https://doi.org/10.1063/L2360780
18. Polikarpov Y. A., Romashkin A. V., Struchkov N. S., Levin D. D. High uniform carbon nanotube thin films spray deposition on substrates with patterned structures having height difference. 2019 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (EIConRus). St. Petersburg, Moscow, IEEE, 2019, pp. 1980-1985. doi: 10.1109/EIConRus.2019.8657225
19. Romashkin A. V., Polikarpov Yu. A., Alexandrov E. V., Nevolin V. K. Carbon nanotubes and wolfram oxide nanoparticles spray coating on polymer photoactive layer. J. Phys. Conf. Ser., 2020, vol. 1695, no. 1, art. ID: 012086. doi: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1695/1Z012086
20. Machui F., Maisch P., Burgués-Ceballos I., Langner S., Krantz J., Ameri T., Brabec Ch. J. Classification of additives for organic photovoltaic devices. ChemPhysChem, 2015, vol. 16, iss. 6, pp. 1275-1280. doi: https://doi.org/10.1002/cphc.201402734
21. Voronin A. S., Simunin M. M., Fadeev Yu. V., Ivanchenko F. S., Tambasov I. A., Khartov S. V. Technological basis of the formation of micromesh transparent electrodes by means of a self-organized template and the study of their properties. Tech. Phys. Lett., 2019, vol. 45, iss. 4, pp. 366-369. doi: https://doi.org/ 10.1134/S1063785019040187
The article was submitted 22.10.2021; approved after reviewing 22.10.2021;
accepted for publication 22.02.2022.
Information about the authors
Alexey V. Romashkin - Cand. Sci. (Eng.), Researcher of the Scientific and Educational Center "Probe Microscopy and Nanotechnology", National Research University of Electronic Technology (Russia, 124498, Moscow, Zelenograd, Shokin sq., 1), [email protected]
Yury A. Polikarpov - PhD student of the Quantum Physics and Nanoelectronics Department, National Research University of Electronic Technology (Russia, 124498, Moscow, Zelenograd, Shokin sq., 1), [email protected]
Denis D. Levin - Cand. Sci. (Eng.), Researcher of the Scientific and Educational Center "Probe Microscopy and Nanotechnology", National Research University of Electronic Technology (Russia, 124498, Moscow, Zelenograd, Shokin sq., 1), [email protected]
Vladimir K. Nevolin - Dr. Sci. (Phys.-Math.), Head of the Scientific and Educational Center "Probe Microscopy and Nanotechnology", National Research University of Electronic Technology (Russia, 124498, Moscow, Zelenograd, Shokin sq., 1), [email protected]
/-4
Вниманию читателей журнала «Известия высших учебных заведений. Электроника»
Подписку на печатную версию журнала можно оформить:
• по каталогу «Периодические издания. Газеты и журналы» ООО «Урал-Пресс Округ». Подписной индекс 47570
• по объединенному каталогу «Пресса России» ООО «Агентство «Книга-Сервис». Подписной индекс 38934
• через редакцию - с любого номера и до конца года
Подписку на электронную версию журнала можно оформить на сайтах:
• Научной электронной библиотеки: www.elibrary.ru
• ООО «Агентство «Книга-Сервис»: www.rucont,ги; www.akc.ru;
www.pressa-rf.ru
• ООО «Урал-Пресс Округ»: www.delpress.ru
• ООО «ИВИС»: www.ivis.ru ---
