Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время возрастает интерес к изучению энических полупроводниковых материалов. Их исследование-это решение блем, лежащих на границе органической и физической химии, физики и химии рдого тела, электроники и техники. С другой стороны, органические полупро-ники, в частности металлфталоцианины (МеРс), находят прямое практическое менение в качестве красителей, катализаторов, цветных фильтров жидкокри-плических дисплеев, регистрирующих голографических сред, резонансно -пощающих сред лазерных фототропных светозатворов, чувствительных слоев іических газовых сенсоров. В последние годы заслуженный интерес вызывает плексный подход к решению теоретических и прикладных задач по исследо-ию МеРс как перспективных материалов для изготовления эффективных тон-леночных фотоэлектрических преобразователей световой энергии. Такой под-, должен опираться на расширение круга исследуемых систем, как по типу фо-лектрических преобразующих структур, так и по разнообразию фоточувстви-ьных полупроводниковых соединений, которые в них участвуют.
В отечественной и зарубежной научно-технической литературе имеется «деленное количество работ по изучению фотоэлектрических преобразовате-і (солнечных элементов) на основе фталоцианиновых комплексов и родствен-< соединений. Однако данные этих работ нередко противоречивы и имеют ог-іиченньїй характер, т.к. чаще всего исследуются лишь фталоцианиновые ком-іксьі двухвалентных металлов.
В связи с этим комплексные, систематические исследования электронно-ических, полупроводниковых и фотоэлектрических свойств структурно-іещенньїх металлфталоцианинов и родственных соединений представляются уальными.
Цель работы. Настоящая работа посвящена исследованию электронно-ических, полупроводниковых и фотоэлектрических свойств структурно-чещенных металлфталоцианинов и родственных соединений.
Научная новизна. В настоящей работе впервые: получены систематические данные по физико-химическим, электронно-ическим, электрическим и фотоэлектрическим свойствам более 30 структурно-чещенных металлфталоцианинов и родственных соединений; сследованы металлокомплексы тетрафенилпорфинов с двухвалентными метами и с аксиальной координацией экстралиганда;
хледованы новые металлические комплексы октофенилтетраазапорфинов; хледованы металлокомплексы фталоцианинов с аксиальным и периферийным іещением;
хледован индиевый комплекс тетрабензодиазапорфина; целью формирования панхроматичности у солнечных элементов проведены шлексные исследования органических пигментов красного цвета; ;е исследования проведены на образцах металлфталоцианинов и родственных їдинений полупроводниковой степени чистоты;
определены основные закономерности влияния на электронно-оптические ев ства структурного замещения металлфталоцианинов и родственных соединена
показаны основные направления изменения электрических и фотозлектричесі характеристик металлфталоцианинов и родственных в зависимости от их стр турного замещения;
проведены исследования по отработке оптимальных технологических парам ров для получения фотопреобразователей с барьером Шоттки;
разработаны способы получения тонкопленочных солнечных элементов на і нове металлфталоцианинов и органических пигментов красного цвета;
разработан способ получения эффективных фотоэлектрических преобразова лей на основе гетероперехода металлфталоцианин - арсенид галлия.
Отдельные вышеизложенные положения подтверждены 2 авторски свидетельствами и 4 патентами.
Практическая ценность. Фотоэлектрические преобразователи, разраі танные на основе исследованных металлфталоцианинов и родственных соедиі ний, могут использоваться в различных оптоэлектронных устройствах и являют практически перспективными для использования в качестве солнечных элемент (СЭ).
Работа выполнена в рамках единого заказ-наряда: 1.Физико-химические изменения электронно-оптических свойств структурі модифицированных металлфталоцианинов, их родственных соединений и ор нических пигментов. Тема № 1.2.99 по единому заказ-наряду Министерства об[ зования (1998-2000).
2.Тематика диссертации также включена в программу гранта 95-0-9.3-171 в с ласти фундаментального естествознания Госкомитета РФ по высшему образоЕ нию.
А также в рамках тематики двух госбюджетных научно-иселедовательсі* работ кафедры физики Вологодского политехнического института: 3.Исследование влияния молекулярной структуры соединений фталоцианиновс ряда на фотоэлектрические свойства с целью использования их в микроэлект{ нике и гелиотехнике. № гос. рег.01.9.00584 .
4.Исследование влияния молекулярной структуры органических полупроводник металлфталоцианинов на фотоэффект в ультрафиолетовых фотоприемниках на проводимость чувствительных датчиков газоанализаторов. № гос. р 01.9.30010478.
На защиту выносятся следующие положения:
-
Коррелятивные взаимосвязи в изменении электронно-оптических и полупр водниковых свойств в ряду структурно-замещенных металлфталоцианинов родственных соединений.
-
Основы формирования эффективных фотоэлектрических преобразовател световой энергии на основе исследованных металлфталоцианинов и родстве ных соединений.
ад автора. Все экспериментальные результаты получены автором. Обсу-ние результатов проведено совместно с Шориным В.А. и Федоровым М.И.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы іадьшались и обсуждались на Межвузовских семинарах по органическим /проводникам (Горький, 1988-1989; Нижний Новгород, 1992); совещании гоэлектроника молекулярных систем" (Киев, 1989); V Всесоюзной конфе-ции по физическим процессам в полупроводниковых гетероструктурах (Ка-I, 1990); II Международной научной конференции "Фотоэлектрические яв-ия в полупроводниках" (Ашхабад, 1991); Международной конференции кенерные проблемы экологии" (Вологда, 1993); IV Международной научно-(ической конференции "Распространение и дифракция электромагнитных н в неоднородных средах" (Москва, 1994); I и II Международных науч-ехнических конференциях "Актуальные проблемы химии и химической юлогии" (Иваново, 1997,1999).
Публикации. Результаты диссертационной работы изложены в 39 на-ых трудах, в том числе двух авторских свидетельствах СССР и четырех энтах.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, к глав и заключения. Материал изложен на 124 страницах машинописного зга, в том числе 30 рисунках, 19 таблицах и списка литературы, включаю-о 146 наименования.