name: Пути фотодеградации материалов активного слоя органических солнечных батарей
keyword_list: Эксплуатационная стабильность ОСБ Радиоактивная стабильнРадиоактивная стабильностьость Стабилизирующие добавки Механизмы фотоиндуцированной деградации Органические солнечные батареи
abstract: Целью диссертационной работы является установление механизмов фотоиндуцированной деградации электронодонорных и электроноакцепторных материалов и увеличение срока службы устройств на их основе в реальных условиях эксплуатации. 
  Органические полупроводниковые материалы активного слоя органических солнечных батарей, электроноакцепторные производные фуллерена и электронодонорные сопряженные полимеры. Предложен и экспериментально подтвержден механизм фотодимеризации производных фуллеренов, первой стадией которого является фотоиндуцированное разделение зарядов. Для производных фуллерена С60 установлена корреляция между их сродством к электрону и склонностью к фотодимеризации. Было обнаружено, что бис-замещенные пирролидиновые производные фуллеренов обладают высокой фотохимической стабильностью ввиду низкого сродства к электрону. Впервые показано, что практически все низкомолекулярные и полимерные электрон-донорные материалы подвергаются фотохимической деградации с образованием межмолекулярных сшивок. Обнаружено, что возникновение дефектов, а также накопление радикальных частиц в фотоактивном композитном слое, выступающих в качестве ловушек носителей заряда, оказывают наибольшее влияния на стабильность органических солнечных батарей на основе изученных материалов. Разработаны перспективные модификаторы для повышения стабильности органических солнечных батарей. В частности, использование нафталиндитиола эффективно подавляет ловушечную рекомбинацию в активном слое и стабилизирует работу солнечных батарей, что было подтверждено в реальных условиях эксплуатации в пустыне Негев, Израиль. Разработаны материалы и солнечные батареи на их основе с высокой радиационной стабильностью. Показано, что солнечные батареи на основе системы PCDTBT/[60]PCBM выдерживают рекордные дозы γ–излучения (до 10 000 Гр) без существенного ухудшения характеристик. 
  Были выявлены несколько маршрутов деградации фотоактивных материалов, в том числе и в условиях реальной эксплуатации. Установлены корреляции «структура – свойство», которые позволят вести направленный синтез новых материалов с улучшенными свойствами для обеспечения высокой эксплуатационной стабильности ОСБ и дальнейшей их коммерциализации.
  Впервые показано, что для всех исследованных сопряженных полимеров независимо от их химического состава и строения характерно образование новых С-С связей при облучении светом (фотоиндуцированные сшивки). Установлено что бис-пирролидиновые производные фуллерена С60 обладают высокой фотохимической стабильностью и практически не подвергаются фотоиндуцированной димеризации.
  Кроме того, показана высокая стабильность ОСБ по отношению к γ-излучению, что открывает широкие возможности для их применения в космосе. Так эффективность устройств на основе РCDTBT/[60]PCBM после воздействия γ-излучения с максимальной дозой в 6500 Гр сохранилась на уровне 90% от первоначальной, что соответствует сроку службы на околоземной орбите более 10 лет.
chairman_dissertation_council.name: Александр
chairman_dissertation_council.surname: Шестаков
chairman_dissertation_council.patronymic: Федорович
chairman_dissertation_council.position: заведующий отделом
chairman_dissertation_council.degree: Доктор химических наук
chairman_dissertation_council.rank: Профессор
chairman_dissertation_council.wos_research_id: B-6879-2018
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 7101891041
chairman_dissertation_council.rinc_id: 45153
chairman_dissertation_council.orcid: 0000-0001-8819-8960
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Игорь
organization_supervisor.surname: Ломоносов
organization_supervisor.patronymic: Владимирович
organization_supervisor.position: И.о. директора
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 31.15.19
rubrics.name: Химия твердого тела
rubrics.code: 31.15.33
rubrics.name: Электрохимия
oecds.code: 01.04.HQ
oecds.name: ELECTROCHEMISTRY
oecds.code: 01.04.EI
oecds.name: CHEMISTRY, PHYSICAL
speciality_codes.name: Физическая химия
speciality_codes.code: 1.4.4.
supervisors.fio: Трошин П. А.
supervisors.scientific_degree: Кандидат химических наук
supervisors.speciality_code: Физическая химия
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Мустафин А. Г.
opponents.scientific_degree: Доктор химических наук
opponents.speciality_code: Органическая химия
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Лупоносов Ю. Н.
opponents.scientific_degree: Кандидат химических наук
opponents.speciality_code: Высокомолекулярные соединения
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ИПХФ РАН
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ ХИМИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
protection_organization.ogrn: 1035006100502
protection_organization.supervisor_name: ИГОРЬ
protection_organization.supervisor_surname: ЛОМОНОСОВ
protection_organization.supervisor_patronymic: ВЛАДИМИРОВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.short_name: ИПХФ РАН
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ ХИМИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
author_organization.ogrn: 1035006100502
author_organization.supervisor_name: ИГОРЬ
author_organization.supervisor_surname: ЛОМОНОСОВ
author_organization.supervisor_patronymic: ВЛАДИМИРОВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения