ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
ИРНAP08051961, Номер госрегистрации0120РК00064
НаименованиеНовые функциональные материалы на основе проводящих полимеров и многокомпонентных халькогенидов для солнечных элементов
Приоритетное направлениеЭнергетика и машиностроение
Вид исследованияПрикладное
ЗаявительАкционерное общество "Институт топлива, катализа и электрохимии им. Д.В. Сокольского"
Научный руководительУразов Кажмухан Аманкелдиевич
Балл ГНТЭ32.34
Общая одобренная сумма75000000
Решение ННС
Ожидаемые результаты
За год реализации проекта разработан одностадийный способ синтеза тонких пленок многокомпонентных соединений халькогенидов Cu2ZnSnS4 и Cu2ZnSnSе4 с использованием метода электроосаждения на стеклянных проводящих подложках, покрытых тонким слоем полимера. Изучено влияние полимерного слоя PANI, либо PEDOT:PSS на химический состав и микрорельеф поверхности пленок многокомпонентных соединений халькогенидов Cu2ZnSnS4 и Cu2ZnSnSе4 с помощью сканирующей электронной микроскопией. Определены параметры шероховатости и морфология поверхности исследуемых материалов методом атомно-силовой микроскопии. Исследовано влияние термической обработки на свойства полученных материалов. Исследованы оптические свойства пленок Cu2ZnSnSе4 и определена ширина запрещенной зоны Подтвержден фазовый состав всех исследуемых материалов рентгеновской дифракции. Исследованы фотоэлектрические свойства изготовленных материалов методом фотоэлектрохимического анализа. Определено, что все исследуемые образцы обладают фотоактивностью, но самый высокий фототок был получен для пленок многокомпонентных соединений халькогенидов Cu2ZnSnS4 и Cu2ZnSnSе4, электроосажденной на полимерный слой PANI. Установлено, что использование полимера PEDOT:PSS в качестве буферного слоя оказывает небольшое влияние на фотоотклик композиции. Подобраны оптимальные параметры изготовления новых материалов с гетероструктурой полимер/халькогенид, обладающие улучшенными электронными свойствами.
Реферат (Абстракт) - 2020 год
Объект исследования, разработки или проектирования
Новые функциональные материалы для гибридного солнечного элемента на основе проводящих полимеров в комбинации с халькогенидами меди, цинка, олова (Cu2ZnSnS4, Cu2ZnSnSе4).
Цель работы
Разработка технологии получения новых функциональных материалов для гибридного солнечного элемента на основе проводящих полимеров в комбинации с халькогенидами меди, цинка, олова (Cu2ZnSnS4, Cu2ZnSnSе4) и исследование физико-химических и оптических свойств полученных материалов. Изготовление опытного образца фотоэлемента.
Методы исследования
Электрохимические и физико-химические методы исследования.
Полученные результаты и новизна
В ходе выполнения НИР были разработаны способы получения тонкопленочного полимерного слоя на стеклянных подложках FTO/стекло. Разработан электрохимический способ получения тонких пленок полимера PANI из растворов с различной концентрацией соляной кислоты и поли-(2-акриамидо-2-метил-1-пропансульфоновой) кислоты (PAMPSA). Исследовано влияние состава электролита на свойства получаемых пленок. Получены тонкие пленки полимера PEDOT:PSS методом центрифугирования при разных скоростях вращения. Исследована морфология поверхности всех полученных пленок PANI и PEDOT:PSS с помощью атомно-силовой микроскопии. Определена электропроводность всех исследуемых пленок. Исследованы оптические свойства полученных полимерных слоев с помощью спектрофотометров. Проведен фотоэлектрохимический анализ приготовленных пленок PANI и PEDOT:PSS и показано, что все исследуемые пленки проявляют фото активность.
Основные конструктивные и технико экономические показатели
На первый год реализации проекта таких показателей нет.
Область применения
Данный проект представляет большой интерес для дальнейшего развития и создания новых альтернативных источников электроэнергии.