The object of research, development or design (in Russian) : Модель металлорганического перовскитного элемента

The object of research, development or design (in Kazakh) : металлорганикалық перовскиттік элементтің моделі

Aim of work (in Russian) : Исследование предела эффективности преобразования энергии и стабильности металлорганического перовскитного элемента, в том числе за счет разработки алгоритма моделирования тонкоплёночного перовскитного солнечного элемента с различными характеристиками, влияющими на предел эффективности преобразования энергии

Aim of work (in Kazakh) : Энергияны түрлендіру тиімділігі шегіне әсер ететін әртүрлі сипаттамалары бар жұқа үлдірлі перовскит күн элементін модельдеу алгоритмін жасау арқылы металл-органикалық перовскит элементінің энергия түрлендіру тиімділігінің шегін және тұрақтылығын зерттеу

Методы исследования (на русском) : Моделирование солнечных элементов на основе перовскита с использованием программного обеспечения SCAPS 1D

Методы исследования (на казахском) : Перовскит негізіндегі күн элементтерін SCAPS 1D бағдарламалық қамтамасыз ету көмегімен модельдеу

Obtained results and novelty (in Russian) : Успешно прошла защиту диссертации 06 июня 2023 года в Диссертационном совете КазНУ им. аль-Фараби и была присвоена степень PhD по образовательной программе «8D05303-Техническая физика», № PHD00024955962. Исследовано влияние объемных дефектов в поглощающем слое СH3NH3SnI3 на предел эффективности образца как преобразователя энергии. В результате увеличение концентрации объемных дефектов с 10^10 см^-3 до 10^17 см^-3 приводит к снижению PCE примерно с 29% до 6%, 7% и 8%. Объемные дефекты действуют как центры рекомбинации носителей заряда, что приводит к потерям напряжения холостого хода. В то же время соответствующий захват заряда на эти центры может также приводить к уменьшению эффективной подвижности носителей заряда, вызывая падение JSC и FF. Исследовано влияние межфазных дефектов между слоями TiO2/CH3NH3SnI3 (IL1) и CH3NH3SnI3/HTL (IL2) на предел эффективности образца как преобразователя энергии. Для всех структур существенных изменений FF до Ni= 10^16 cm^-2 не происходит, однако выше этой плотности наблюдается небольшое снижение FF с 81% до 78%, с 83% до 82% и с 84% до 83% для структур 1, 2 и 3 соответственно. Новизна заключается в том, что установлена зависимость эффективности перовскитного солнечного элемента от влияния плотности объемных и межфазных дефектов на обеих границах раздела перовскитового слоя.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : 2023 жылы 6 маусымда әл-Фараби атындағы ҚазҰУ-дың Диссертациялық кеңесінде диссертациясын сәтті қорғады және «8D05303-Техникалық физика» білім беру бағдарламасы бойынша PhD докторы дәрежесі берілді, № PHD00024955962. CH3NH3SnI3 жұту қабатындағы көлемдік ақаулардың энергия түрлендіргіші ретінде үлгінің тиімділік шегіне әсері зерттелді. Нәтижесінде, көлемді ақаулардың концентрациясын 10^10 см^-3-тен 10^17 см^-3-ге дейін арттыру PCE шамамен 29% -дан 6%, 7% және 8% -ға дейін төмендеуіне әкеледі. Көлем ақаулары тасымалдаушы рекомбинация орталықтары ретінде әрекет етеді, бұл ашық тізбектегі кернеудің жоғалуына әкеледі. Сонымен бірге осы орталықтардағы сәйкес зарядты ұстау да заряд тасымалдаушылардың тиімді ұтқырлығының төмендеуіне әкелуі мүмкін, АҚ және FF төмендеуін тудырады. TiO2/CH3NH3SnI3 (IL1) және CH3NH3SnI3/HTL (IL2) қабаттары арасындағы фазааралық ақаулардың энергия түрлендіргіші ретінде үлгінің тиімділік шегіне әсері зерттелді. Барлық құрылымдар үшін Ni= 10^16 см^-2-ге дейін FF-де айтарлықтай өзгерістер жоқ, бірақ бұл тығыздықтан жоғарыда FF аздап төмендеуі 81% -дан 78% -ға, 83% -дан 82% -ға дейін және 1, 2 және 3 құрылымдары үшін тиісінше 84%-дан 83%-ға дейін. Жаңалық перовскиттік күн батареясының тиімділігінің перовскит қабатының екі интерфейсіндегі көлемдік және фазааралық ақаулардың тығыздығына әсерінен тәуелділігінің анықталғандығында.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Получено теоретическое описание вольт-амперных характеристик, внутренних и внешних дефектов, протекающих в перовскитном солнечном элементе. Сравнение с экспериментальными и доступными теоретическими данными показали хорошую точность примененных методов.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Перовскитті күн элементінде пайда болатын ток-кернеу сипаттамаларының, ішкі және сыртқы ақаулардың теориялық сипаттамасы алынды. Эксперименттік және қолда бар теориялық мәліметтермен салыстыру қолданылған әдістердің жақсы дәлдігін көрсетті.

Level of implementation (in Russian) : Внедрение не предполагается

Level of implementation (in Kazakh) : Іске асыру күтілмейді

Efficiency (in Russian) : Полученные данные позволяют предварительно оценить вольт-амперные характеристики, внутренние и внешние дефекты в перовскитном солнечном элементе. Соответствующие процессы будут детально исследованы в дальнейшем, в рамках данного проекта.

Efficiency (in Kazakh) : Алынған мәліметтер перовскит күн элементінің ток-кернеу сипаттамаларын, ішкі және сыртқы ақауларын алдын ала бағалауға мүмкіндік береді. Тиісті үдерістер алдағы уақытта осы жоба аясында жан-жақты зерттелетін болады.

Field of application (in Russian) : Полученные фундаментальные научные результаты численного исследования должны найти применение в области альтернативной энергетики, зеленной энергетике и энергосбережения. Целевыми потребителями результатов являются технологи и инженеры, ученые, занимающиеся разработкой термоэлектрических устройств и технологий, а также синтезом новых солнечных элементов на основе перовскита для этих целей. Ожидается, что полученные результаты предоставят практические рекомендации потенциальным потребителям, таким как, например, химикам, материаловедам и инженерам в области альтернативной энергетики.

Field of application (in Kazakh) : Сандық зерттеулердің алынған іргелі ғылыми нәтижелері баламалы энергия, жасыл энергия және энергия үнемдеу салаларында қолдануды табуы керек. Нәтижелердің мақсатты тұтынушылары технологтар мен инженерлер, термоэлектрлік құрылғылар мен технологияларды әзірлеумен айналысатын ғалымдар, сондай-ақ осы мақсаттар үшін перовскит негізіндегі жаңа күн батареяларын синтездеумен айналысады. Нәтижелер химиктер, материалтанушылар және баламалы энергетика инженерлері сияқты әлеуетті пайдаланушыларға практикалық нұсқаулық береді деп күтілуде.