Процеси переносу заряду та енергії при фотозбудженні органічно-неорганічних гетероструктур з квантовими точками та 2D матеріалами.

2025-09-252025-09-25https://ir.library.knu.ua/handle/15071834/7795Встановлено нові фундаментальні принципи і наукові засади керування оптичними і фотоелектричними властивостями метал-напівпровідникових тонких плівок на основі напівпровідникових наноструктурGe, SiGe, GeSn, (In,Ga)As та металевих наночастинок Au, Ag і Cu та визначено закономірності у перебігу процесу формування відгуку електронної підсистеми на оптичне збудження в у видимому і ближньому інфрачервоному діапазоні спектра. Розроблено фізичні принципи створення гібридних (органічно-неорганічних) сонячних елементів та фотодетекторів із заданим спектральним діапазоном чутливості. Досліджено вплив морфології наноструктур, а також їхньої форми, розміру та компонентного складу на електронну структуру та спектри енергетичних станів. Вперше використано "зелений" синтез для виготовлення нанокристалічних плівок CZTS і CNTS, що демонструють перспективні оптичні та фотоелектричні властивості. Створено гетероструктури на основі PEDOT:PSS/Si та PEDOT:PSS/CZTS/Si, які демонструють коефіцієнт корисної дії до 10%. Показано, що додавання напівпровідникових наночастинок у водний розчин полімеру PEDOT:PSS погіршує фотоелектричні властивості комірок на основі гетеропереходів PEDOT:PSS/Si, в той самий час, коли внесення плазмонних наночастинок Au призводить до незначного збільшення коефіцієнту корисної дії. Проведено дослідження впливу дефектів у 2D-флейках MoS2 та інших наноматеріалах на їхні оптичні та електронні властивості. Встановлено основні механізми переносу енергії в легованих AlN плівках, що дозволяє запропонувати їх для використання в оптичній термометрії. Отримані результати сприяють розвитку ефективних і екологічно безпечних фотоелектричних пристроїв нового покоління.New fundamental principles and scientific foundations for controlling the optical and photoelectric properties of metal-semiconductor thin films based on semiconductor nanostructures Ge, SiGe, GeSn, (In,Ga) As and metal nanoparticles Au, Ag, and Cu, and patterns in the process of forming the response of the electronic subsystem to optical excitation in the visible and near-infrared range of the spectrum have been determined. The physical principles for creating hybrid (organic-inorganic) solar cells and photodetectors with a specified spectral sensitivity range have been developed. The influence of the morphology of nanostructures, as well as their shape, size, and component composition on the electronic structure and energy state spectra has been investigated. For the first time, “green” synthesis has been used to produce nanocrystalline CZTS and CNTS films, which demonstrate promising optical and photoelectric properties. Heterostructures based on PEDOT:PSS/Si and PEDOT:PSS/CZTS/Si have been created, which demonstrate an efficiency of up to 10%. It has been shown that the addition of semiconductor nanoparticles to an aqueous solution of PEDOT:PSS polymer deteriorates the photoelectric properties of cells based on PEDOT:PSS/Si heterojunctions, while the introduction of Au plasmonic nanoparticles leads to a slight increase in efficiency. A study was conducted on the influence of defects in 2D MoS2 flakes and other nanomaterials on their optical and electronic properties. The main mechanisms of energy transfer in doped AlN films were established, which allows them to be proposed for use in optical thermometry. The results obtained contribute to the development of efficient and environmentally friendly photovoltaic devices of a new generation.Процеси переносу заряду та енергії при фотозбудженні органічно-неорганічних гетероструктур з квантовими точками та 2D матеріалами.Charge and energy transfer processes during photoexcitation of organic-inorganic heterostructures with quantum dots and 2D materials.Фундаментальне дослідження