تأثير البلورات النانوية لكبريتيد الكادميوم على آلية نقل الشحنة لبولي (3-هيكسيل ثيوفين)
Title Effect of CdS nanocrystals on charge transport mechanism in poly(3-hexylthiophene)
الباحث الرئيس محمد توقير خان
التخصص: الفيزياء
التخصص الدقيق: Semiconductor Devices
المستخلص: توضح الدراسة الحالية الخصائص الضوئية والكهربائية للمركبات النانوية الهجينة (P3HT) وكبريتيد الكادميوم (CdS). تشير النتائج البصرية إلى وجود تكوين لمركب نقل الشحنة (CTC) بين المضيف P3HT والضيف CdS البلورات النانوية (NCs). تمت دراسة الخواص الكهربائية للأغشية لرقائق P3HT و P3HT-CdS في الثقوب فقط لتكوينات الأجهزة عند درجات حرارة مختلفة (290 كلفن -150 كلفن) ، وتم تحليل النتائج بواسطة آلية التوصيل للشحنة الفراغية المحدودة. تزداد كثافة المصائد وطاقة المصيدة المميزة عند دمج NCs غير العضوية في مصفوفة البوليمر، والتي قد تكون بسبب حالات الطاقة المواتية الإضافية التي تم إنشاؤها بواسطة CdS NCs في فجوة نطاق P3HT. تساعد حالات المصيدة الإضافية حاملات الشحن على التحرك بشكل أسرع مما يؤدي إلى تحسين حركة الثقب من 7 10 6 إلى 5.5 10 5 سم 2 / V في المركبات النانوية. تشير هذه النتائج إلى أن النظام الهجين P3HT-CdS له خصائص بصرية وكهربائية مرغوبة لتطبيقاته على الأجهزة الكهروضوئية.
Abstract: The present manuscript demonstrates the optical and electrical characteristics of poly(3-
hexylthiophene) (P3HT) and cadmium sulphide (CdS) hybrid nanocomposites. Optical results
suggest that there is a formation of charge transfer complex (CTC) between host P3HT and guest
CdS nanocrystals (NCs). Electrical properties of P3HT and P3HT-CdS thin films have been studied
in hole only device configurations at different temperatures (290 K–150 K), and results were analysed
by the space charge limited conduction mechanism. Density of traps and characteristic trap
energy increase on incorporation of inorganic NCs in the polymer matrix, which might be due to the
additional favourable energy states created by CdS NCs in the band gap of P3HT. These additional
trap states assist charge carriers to move quicker which results in enhancement of hole mobility
from 7106 to 5.5105 cm2/V s in nanocomposites. These results suggest that the P3HT-CdS
hybrid system has desirable optical and electrical properties for its applications to photovoltaics
devices.