Исследователи Уральского федерального университета улучшили свойства тонких пленок сульфида свинца, в результате чего фотодетекторы и солнечные панели на их основе смогут работать даже при слабом освещении. Статья об исследовании опубликована в журнале Thin Solid Films.
«За счет оптимизации состава реакционной смеси и введения сенсибилизирующих добавок в виде восстановителя, а затем в комбинации с окислителем удалось в несколько раз улучшить фотоэлектрические характеристики пленок сульфида свинца, получаемых химическим осаждением из водных растворов», — пояснила профессор кафедры физической и коллоидной химии УрФУ Лариса Маскаева.
Авторы исследования установили, что комбинация двух добавок — перманганата калия и йодида аммония — существенно повышает фотоотклик пленок сульфида свинца к видимому и инфракрасному излучению. При этом структура синтезируемой пленки становится более совершенной, в ней возрастает доля наноразмерных частиц. Такое решение улучшит характеристики будущих устройств, повысив их производительность в условиях низкой освещенности. В малом количестве перманганат калия усиливает чувствительность к свету второго компонента добавки, йодида аммония. Модифицированные разработанной добавкой пленки сульфида свинца эффективнее взаимодействуют с фотонами. Это открытие усовершенствует производство компонентов фототехники и солнечных панелей, где важна высокая светочувствительность.
В исследовании в качестве способа синтеза пленок применяли метод химического осаждения из раствора, который не только технологически прост, но и экономически выгоден, что важно в контексте устойчивого развития и перехода к зеленым технологиям. Метод химического осаждения полупроводниковых пленок ранее разработан в УрФУ, который считается одним из мировых центров в этой области технологий.
«Наша работа позволит найти более эффективные и доступные решения для разработки новых устройств фотоники, оптоэлектроники и альтернативной энергетики. Результаты исследования выявляют скрытые механизмы, лежащие в основе явления фотопроводимости твердых тел, создают возможность целенаправленного получения новых полупроводниковых материалов с уникальными фотоэлектрическими характеристиками, помогают наметить пути оптимизации условий их тонкопленочного синтеза с заданными функциональными свойствами», — добавила Лариса Маскаева.
Сульфид свинца — полупроводниковый материал, способный поглощать видимое и инфракрасное излучение и преобразовывать их в электрический сигнал. Он широко применяется в фотодетекторах, солнечных преобразователях и химических сенсорах. Способность сульфида свинца активно поглощать свет в инфракрасной, невидимой для глаза, части спектра используется при создании приборов ночного видения, фотоприемных устройств теплового наведения ракет, мониторинга земной и водной поверхности. Улучшить его характеристики возможно введением легирующих добавок, выбор которых зависит от конкретной задачи. Результаты нынешнего исследования могут привести к созданию более эффективных материалов, что окажет свое долговременное влияние на разработку приборов экологического контроля, медицинской диагностики и альтернативной энергетики, уверены ученые.
Информация предоставлена Отделом научных коммуникаций УрФУ
Источник фото: ru.123rf.com
