The object of research, development or design (in Russian) : Объектом исследования является синтез и характеристика самодопированных проводящих полимеров и сопряжённых полиэлектролитов для использования в качестве слоёв переноса дырок в солнечных элементах третьего поколения с целью повышения подвижности зарядов и стабильности устройств.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Зерттеу нысаны – заряд тасымалдау қабаты ретінде қолдануға арналған өздігінен допталған өткізгіш полимерлер мен конъюгацияланған полиэлектролиттерді синтездеу және сипаттау, үшінші буын күн батареяларының заряд қозғалғыштығы мен тұрақтылығын арттыру мақсатында.

Aim of work (in Russian) : Данный проект направлен на разработку, синтез и оценку инновационных сопряжённых полиэлектролитов — само-допированных полимеров с подвижными противоионами и цвиттерионных полимеров с молекулярно связанными противоионами — в качестве усовершенствованных материалов HTL для полимерных солнечных элементов. Исследование направлено на улучшение переноса заряда, стабильности и общей эффективности солнечных элементов, решая важные проблемы, присущие существующим HTL, таким как PEDOT:PSS. Цель проекта — определить, как структура и свойства этих материалов влияют на эффективность и долговечность PSC, что позволит создать экономичные, надёжные и высокоэффективные HTL для устойчивых систем солнечной энергетики.

Aim of work (in Kazakh) : Бұл жоба полимерлі күн батареяларына арналған HTL жетілдірілген материалдары ретінде инновациялық конъюгацияланған полиэлектролиттерді – қозғалмалы қарсы иондары бар өзін-өзі допталған полимерлер мен молекулалық деңгейде байланысқан қарсы иондары бар цвиттериондық полимерлерді – жобалау, синтездеу және бағалауға бағытталған. Зерттеу заряд тасымалын, тұрақтылықты және күн батареяларының жалпы тиімділігін арттыруға бағытталған, сонымен бірге PEDOT:PSS сияқты қазіргі HTL материалдарының негізгі мәселелерін шешеді. Жобаның мақсаты – осы материалдардың құрылымы мен қасиеттерінің PSC тиімділігі мен ұзақ мерзімділігіне әсерін анықтау арқылы тұрақты күн энергиясы жүйелері үшін үнемді, берік және жоғары тиімді HTL материалдарын жасау.

Методы исследования (на русском) : В рамках проекта будут использованы современные методы органического синтеза и физико-химического анализа. Синтез сопряжённых полиэлектролитов будет проводиться методами контролируемой окислительной полимеризации и перекрестного сопряжения. Химическая структура и состав будут подтверждены с помощью спектроскопии ЯМР, ИК-спектроскопии. Оптические и электрохимические свойства будут изучены методами УФ-видимой спектроскопии, фотолюминесценции и циклической вольтамперометрии.

Методы исследования (на казахском) : Жоба аясында органикалық синтездің және физика-химиялық талдаудың заманауи әдістері қолданылады. Конъюгацияланған полиэлектролиттер бақыланатын тотығу полимерленуі және айқас конъюгация әдістері арқылы синтезделеді. Химиялық құрылым мен құрам ЯМР спектроскопиясы, ИҚ спектроскопиясы. Оптикалық және электрохимиялық қасиеттер УФ-көрінетін спектроскопия, фотолюминесценция және циклдік вольтамперометрия әдістерімен зерттеледі.

Obtained results and novelty (in Russian) : Самодопированные сопряжённые полимеры (EDOT-S, ANI-S, PTh-S) были успешно синтезированы с использованием контролируемых методов полимеризации с оптимизацией условий для получения высокого выхода и требуемой молекулярной массы. Методом ЯМР подтверждено внедрение сульфонатных групп, обеспечивающих внутреннюю проводимость. Звиттерионные полимеры с катионными и анионными группами были разработаны с применением методов «click»-химии и кросс-сшивания на основе стабильных мономеров, таких как дибензотиофенсульфон и дикетопирролопиррол. Структурный и термический анализ подтвердил стабильность и пригодность материалов в качестве HTL-слоя. Научная новизна заключается в создании внутренних проводящих полимеров, сочетающих самодопирование и звиттерионные структуры для повышения эффективности и стабильности солнечных элементов.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Өзін-өзі доптаған конъюгацияланған полимерлер (EDOT-S, ANI-S, PTh-S) бақылаулы полимерлеу әдістері арқылы синтезделіп, жоғары шығым мен қажетті молекулалық масса алу үшін жағдайлар оңтайландырылды. ЯМР әдісі арқылы сульфонат топтарының енгізілуі және ішкі өткізгіштігі расталды. Катиондық және аниондық топтары бар цвиттерионды полимерлер тұрақты мономерлер (дибензотиофен сульфон, дикетопирролопиррол) негізінде click-химиясы және айқаспалы байланыс әдістері арқылы синтезделді. Құрылымдық және термиялық талдаулар олардың тұрақтылығын және HTL қабаты ретінде жарамдылығын дәлелдеді. Зерттеудің жаңалығы – өзін-өзі доптаған және цвиттерионды құрылымдарды біріктіретін ішкі өткізгіш полимерлерді әзірлеу арқылы күн батареяларының тиімділігі мен тұрақтылығын арттыру.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Проект направлен на разработку самодопированных и сопряжённых полиэлектролитных полимеров, таких как EDOT-S, ANI-S, PTh-S и их звиттерионных аналогов, предназначенных для использования в качестве продвинутых транспортных слоёв дырок в полимерных солнечных элементах. Ожидается, что данные материалы будут обладать электропроводностью выше 10 С/см и подвижностью носителей заряда свыше 50 см²/В·с при термической стабильности до 300 °C. По сравнению с традиционными слоями PEDOT:PSS предполагается повышение эффективности солнечных элементов на 20–30 % и снижение себестоимости производства до 40 % благодаря упрощённому синтезу и отсутствию внешних допантов. Полимеры пригодны для масштабного нанесения методом спин- или blade-коутинга. Результаты исследования позволят создать эффективные, стабильные и недорогие материалы HTL, что укрепит потенциал Казахстана в области возобновляемой энергетики и коммерциализации устойчивых солнечных технологий.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Жоба EDOT-S, ANI-S, PTh-S және олардың цвиттерионды аналогтары сияқты өздігінен допталған және конъюгацияланған полиэлектролиттік полимерлерді әзірлеуге бағытталған, олар полимерлі күн батареяларындағы тесіктерді тасымалдаушы қабат ретінде қолдануға арналған. Бұл материалдардың электрөткізгіштігі 10 С/см-ден жоғары және заряд тасымалдау жылдамдығы 50 см²/В·с-тен жоғары болады деп күтілуде, ал термиялық тұрақтылығы 300 °C-қа дейін сақталады. Дәстүрлі PEDOT:PSS қабаттарымен салыстырғанда, мұндай материалдар күн батареяларының тиімділігін 20–30 %-ға арттырып, өндіріс құнын шамамен 40 %-ға төмендетуге мүмкіндік береді, себебі синтез үдерісі жеңілдетілген және сыртқы допанттар қолданылмайды. Полимерлерді spin немесе blade-coating әдістерімен ауқымды түрде жағуға болады. Бұл зерттеу нәтижелері тиімді, тұрақты және қолжетімді HTL материалдарын жасауға ықпал етіп, Қазақстанның жаңартылатын энергия мен тұрақты күн технологияларын коммерцияландыру саласындағы әлеуетін арттырады.

Level of implementation (in Russian) : В первый год работы проект находится на лабораторной стадии реализации. Основное внимание будет уделено синтезу и структурной характеристике самодопированных и сопряжённых полиэлектролитных полимеров. Будут оптимизированы методы полимеризации, включая окислительную и прямую гетероарилирование полимеризацию, для получения стабильных и воспроизводимых материалов с требуемыми электрооптическими свойствами. Планируется проведение предварительных испытаний устройств с целью оценки их потенциала в качестве HTL-материалов в полимерных солнечных элементах.

Level of implementation (in Kazakh) : Бірінші жылы жоба зертханалық деңгейде жүзеге асырылады. Негізгі мақсат – өздігінен допталған және конъюгацияланған полиэлектролиттік полимерлерді синтездеу және олардың құрылымдық сипаттамаларын анықтау. Тұрақты және қайталанатын қасиеттері бар материалдарды алу үшін тотығу және тікелей гетероарилдену полимерлеу әдістері оңтайландырылады. Полимерлі күн батареяларындағы HTL қабаты ретінде олардың әлеуетін бағалау мақсатында бастапқы құрылғыларды жасау және сынақтан өткізу жүргізіледі.

Efficiency (in Russian) : Эффективность проекта заключается в разработке новых самодопированных и сопряжённых полиэлектролитных полимеров, обладающих улучшенными электропроводящими и оптическими свойствами для применения в солнечных элементах. Полученные материалы обеспечат более эффективный перенос заряда, стабильность и долговечность по сравнению с традиционными HTL-материалами, такими как PEDOT:PSS.

Efficiency (in Kazakh) : Жобаның тиімділігі өздігінен допталған және конъюгацияланған полиэлектролиттік полимерлерді әзірлеу арқылы анықталады, олар дәстүрлі PEDOT:PSS материалдарымен салыстырғанда жақсартылған электрөткізгіштік пен оптикалық тұрақтылыққа ие болады. Мұндай материалдар заряд тасымалдауды күшейтіп, құрылғылардың тұрақтылығын және қызмет ету мерзімін арттырады.

Field of application (in Russian) : Разрабатываемые самодопированные и сопряжённые полиэлектролитные полимеры могут быть применены в области возобновляемой энергетики, в частности для создания высокоэффективных органических и перовскитных солнечных элементов.

Field of application (in Kazakh) : Әзірленіп жатқан өздігінен допталған және конъюгацияланған полиэлектролиттік полимерлер жаңартылатын энергия саласында, әсіресе жоғары тиімді органикалық және перовскитті күн элементтерін жасау үшін қолданылады.