Вышедшие номера
Исследование влияния состава активного слоя органических фоточувствительных структур с объемным гетеропереходом на основе фуллеренового и нефуллеренового акцепторов на спектральные характеристики
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, на основе госзадания, 075-00003-25-04, FSEE-2025-0013
Павлова М.Д.1, Ламкин И.А.1, Тарасов С.А.1
1Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина), Санкт-Петербург, Россия
Email: mdpavlova@etu.ru, ialamkin@etu.ru, satarasov@etu.ru
Поступила в редакцию: 24 октября 2025 г.
В окончательной редакции: 7 января 2026 г.
Принята к печати: 21 января 2026 г.
Выставление онлайн: 16 марта 2026 г.

Исследованы спектральные характеристики органических фоточувствительных структур на основе фуллеренового и нефуллеренового акцепторов. Созданы структуры на основе сопряженного полимера PBDTT-DPP в комбинации с фуллереновым PC71BM и нефуллереновым ITIC-F акцепторами и изучены их спектральные и фотоэлектрические характеристики. Показано, что структура на основе двухкомпонентной смеси PBDTT-DPP:PC71BM демонстрирует ограниченную чувствительность (11 mA/W при 796 nm) из-за малой разницы уровней нижней свободной молекулярной орбитали донора и акцептора. Замена акцептора на нефуллереновый ITIC-F с более глубоким уровнем нижней свободной молекулярной орбитали позволила расширить спектральный диапазон до 1000 nm и повысить максимальную фоточувствительность до 100 mA/W (при 825 nm), однако в спектре наблюдался провал при 800 nm. Для устранения этого недостатка была разработана фоточувствительная структура на основе смеси PBDTT-DPP:PC71BM:ITIC-F. Установлено, что введение фуллеренового акцептора в двухкомпонентную смесь на основе PBDTT-DPP:ITIC-F устраняет спектральный провал фоточувствительности и способствует ступенчатому переносу носителей заряда, в результате разработанная структура обладает спектральным откликом в диапазоне длин волн 400-950 nm, высокой фоточувствительностью 130 mA/W (при 818 nm) и улучшенными электрическими характеристиками. Продемонстрировано, что использование комбинации фуллеренового и нефуллеренового акцепторов в составе активного слоя структуры позволяет увеличить чувствительность органических фоточувствительных структур. Ключевые слова: органические фоточувствительные структуры, производная фуллерена, нефуллереновый акцептор, спектральные характеристики, центрифугирование.
  1. P.V. Pham, S.C. Lims, A. Kumar, R.K. Ulaganathan, R.I. Stantchev, R. Sankar. Chem. Eng. J., 522, 167554 (2025). DOI: 10.1016/j.cej.2025.167554
  2. J. Chen, J. Wang, X. Li, J. Chen, F. Yu, J. He, J. Wang, Z. Zhao, G. Li, X. Chen, W. Lu. Sensors, 22 (2), 677 (2022). DOI: 10.3390/s22020677
  3. H. Ren, J.-D. Chen, Y.-Q. Li, J.-X. Tang. Adv. Sci., 8 (1), 2002418 (2021). DOI: 10.1002/advs.202002418
  4. Y. Wang, J. Kublitski, S. Xing, F. Dollinger, D. Spoltore, J. Benduhn, K. Leo. Mater. Horiz., 9, 220 (2022). DOI: 10.1039/D1MH01215K
  5. M.C. Scharber, N.S. Sariciftci. Adv. Mater. Technol., 6 (4), 2000857 (2021). DOI: 10.1002/admt.202000857
  6. D. Neher, J. Kniepert, A. Elimelech, L.J.A. Koster. Sci. Rep., 6, 24861 (2016). DOI: 10.1038/srep24861
  7. O.V. Mikhnenko, P.W.M. Blom, T.-Q. Nguyen. Energy Environ. Sci., 8, 1867 (2015). DOI: 10.1039/C5EE00925A
  8. T. Shan, X. Hou, X. Yin, J.X. Guo. Front. Optoelectron., 15, 49 (2022). DOI: 10.1007/s12200-022-00049-w
  9. M.D.M. Faure, B.H. Lessard. J. Mater. Chem. C, 9, 14 (2021). DOI: 10.1039/D0TC04146G
  10. P.C.Y. Chow, T. Someya. Adv. Mater., 32 (15), 1902045 (2020). DOI: 10.1002/adma.201902045
  11. M.D. Pavlova, N.A. Khorshev, I.A. Lamkin, A.E. Degterev, I.A. Zorin, S.A. Tarasov. J. Opt. Technol., 92 (1), 48 (2025). DOI: 10.1364/JOT.92.000048
  12. G. Bhat, M. Kielar, P. Sah, A.K. Pandey, P. Sonar. Adv. Electron. Mater., 10 (2), 2300583 (2023). DOI: 10.1002/aelm.202300583
  13. M. Gunther, N. Kazerouni, D. Blatte, J.D. Perea, B.C. Thompson, T. Ameri. Nat. Rev. Mater., 8, 456 (2023). DOI: 10.1038/s41578-023-00545-1
  14. Q. Wang, Y. Zhang, Z. Wei. Chin. J. Chem., 41 (8), 958 (2023). DOI: 10.1002/cjoc.202200686
  15. S. Alam, J. Lee. Mater. Today Chem., 46, 102718 (2025). DOI: 10.1016/j.mtchem.2025.102718
  16. S. Yuan, W. Luo, M. Xie, H. Peng. RSC Adv., 15 (4), 2470 (2025). DOI: 10.1039/D4RA08370A
  17. J. Jiang, H. Chen, H. Lin, C. Yu, S. Lan, C. Liu, K. Wei. Polym. Chem., 4, 5321 (2013). DOI: 10.1039/C3PY00132F
  18. R. Ganesamoorthy, G. Sathiyan, P. Sakthivel. Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 161, 102 (2017). DOI: 10.1016/j.solmat.2016.11.024
  19. M. Casademont-Vinas, D. Capolat, A. Quesada-Rami rez, M. Reinfelds, G. Trimmel, M. Sanviti, J. Marti n, A.R. Goni, T. Kirchartz, M. Campoy-Quiles. J. Mater. Chem. A, 12, 16716 (2024). DOI: 10.1039/D4TA01944J
  20. T. Li, G. Hu, L. Tao, J. Jiang, J. Xin, Y. Li, W. Ma, L. Shen, Y. Fang, Y. Lin. Sci. Adv., 9 (13), eadf6152 (2023). DOI: 10.1126/sciadv.adf6152
  21. M. Babics, H. Bristow, W. Zhang, A. Wadsworth, M. Neophytou, N. Gasparini, I. McCulloch. J. Mater. Chem. C, 9, 2375 (2021). DOI: 10.1039/D0TC05341D
  22. L. Lv, J. Yu, X. Sui, J. Wu, X. Dong, G. Lu, X. Liu, A. Peng, H. Huang. J. Mater. Chem. C, 7 (19), 5739 (2019). DOI: 10.1039/C9TC00576E