Інженери з Чиказького університету випробували перспективний спосіб створення напівпровідникових шарів з розчину.

У сонячній енергетиці вченим доводиться шукати компроміс між вартістю виробництва і ефективністю роботи пристроїв. Приміром, напівпровідникову основу елементів великої площі значно зручніше формувати "друкарським» способом, із застосуванням розчинів, але отримані шари будуть мати набагато більш низьку рухливість електронів, ніж напівпровідники, вирощені при високій температурі з газової фази. Останній варіант виготовлення виявляється (що не дивно) менш економічним.

Американці спробували збільшити рухливість носіїв, доступну для «друкарського» методу, задіявши в дослідах колоїдний розчин нанокристалів селеніду кадмію CdSe. Для того щоб окремі частки CdSe «склеювалися», їх поверхні функціоналізованих комплексами In2Se42-.

Нанокристали CdSe (a) та CdSe / CdS під просвітчастим електронним мікроскопом (ілюстрація з журналу Nature Nanotechnology).

Напівпровідниковий шар з такого розчину можна сформувати при відносно низькій температурі в 200 ˚ C. Вимірювання показали, що рухливість електронів у цьому випадку сягає 16 см2 • В-1 • с-1. «Вказана величина приблизно на порядок перевершує значення рухливості для кращих з відомих нам зразків, які виготовлялися аналогічними способами», – коментує керівник дослідження Дмитро Талапін.

Демонструючи можливості свого способу, вчені сконструювали фотодетектори на основі наночасток з серцевиною з CdSe і оболонкою з сульфіду кадмію CdS, використавши ті ж ліганди In2Se42-. Знаходжувальної здатність цих пристроїв перевищувала 1013 см • Гц0, 5/Вт, що стало рекордом для нанокристалів напівпровідникових матеріалів типу AIIBVI (кадмій входить у другу групу періодичної системи хімічних елементів, а селен і сірка – у шосту).

Нанокристали CdSe розміром 2,5 і 4,2 ​​нм, Функціоналізовані In2Se42-(ілюстрація з журналу Science).

За матеріалами: Аргоннської національної лабораторії

Tweet