Оксид цинка в новых высокопроизводительных светочувствительных материалах

Оксид цинка в новых высокопроизводительных светочувствительных материалах

Американские ученые создали новый класс светочувствительных материалов, в которых употребляются оксид цинка и органические вещества. Возможности таких материалов смогут использоваться в солнечных элементах и электронике.

Оксид цинка ZnO, узнаваемый кроме этого как цинковые белила и обширно употребляющийся в современной косметической и химической индустрии благодаря отсутствию токсичности, низкой стоимости и бактерицидным свойствам, есть кроме этого занимательным соединением с позиций материаловедения благодаря своим фотоэлектрическим особенностям. В применении оксида цинка при конструировании светочувствительных устройств ученые видят осуществление сложных инженерных задумок, сочетающих требования дешевизне, высокой степени чувствительности к разным длинам волн, возможности производства и экологической безопасности устройств на эластичном носителе.

Ученые из Северо-Западного Университета (Northwestern University, Эванстон, США) применили свойства оксида цинка для нового класса фотоэлектрических материалов со слоистой структурой, в которых слои ZnO толщиной в 1 нм чередуются со со слоями органических веществ с толщиной 2–3 нм. Дизайн таких структур с применением различных органических веществ определяет светочувствительные характеристики материалов и разрешает регулировать длину волны поглощаемого света.

Работа размещена в издании Nature Materials (A Synergistic Assembly of Nanoscale Lamellar Photoconductor Hybrids)

Новые материалы имеют чувствительность, сравнимую с обширно применяемыми на данный момент кремниевыми светочувствительными материалами, и одновременно с этим они менее хрупкие и менее дорогостоящие.

Структуру нового материала возможно сравнить с книгой, страницы которой весьма хорошо прилегают друг к другу. Любая «органическая» страница таковой книги улавливает определенную световую волну и благодаря собственной близости к странице из оксида цинка конкретно передает на нее электроны, генерируя так электрический ток. Данный процесс происходит благодаря комплементарной архитектуре гибридного материала, сочетающего p-тип проводимости в органическом и n-тип – в неорганическом слоях.

Материал возможно взять на любой железной либо легко электропроводящей подложке. Органические молекулы владеют свойством самосборки и образуют слой толщиной в 2–3 нм. Узкий 1-нм слой оксида цинка наносят способом электроосаждения, с термическим разложением прекурсора Zn(OH)2.

Ответственным условием действенной работы солнечных элементов на базе таких материалов есть высокая степень упорядоченности не только слоев в «книгах», вместе с тем и «книг» между собой. на данный момент ученые оптимизируют структуру макроскопических «библиотек».

Мария Костюкова

КАК СДЕЛАТЬ ОКСИД ЦИНКА

Статьи, которые будут Вам интересны: