The object of research, development or design (in Russian) : Перовскитные материалы, перовскитные солнечные элементы, органические материалы, органические фотоэлектрические элементы, тандемные солнечные элементы, многопереходные солнечные элементы, прекурсоры, поглощающий слой, слой переноса электронов, слой переноса дырок, электроды и электронные схемы

The object of research, development or design (in Kazakh) : Перовскитті материалдар, перовскитті күн элементтері, органикалық материалдар, органикалық фотоэлектрлік элементтер, тандемді күн элементтері, көпөткелді күн элементтері, прекурсорлар, жарықты сіңіретін қабат, электрон тасымалдаушы қабат, тесік тасымалдаушы қабат, электродтар және электрондық сұлбалар

Aim of work (in Russian) : Цель проекта заключается в повышении стабильности и срока службы перовскитных солнечных элементов (ПСЭ) для применения внутри помещений с помощью разработки материалов и устройств. Достижение данной цели будет способствовать переходу Казахстана к устойчивому развитию энергетики и укреплению его конкурентоспособности на глобальном рынке новых фотовольтаических технологий

Aim of work (in Kazakh) : Жобаның мақсаты — бөлмелік қолдануға арналған перовскитті күн элементтерінің (ПКЭ) тұрақтылығы мен қызмет ету мерзімін материалдар мен құрылғыларды әзірлеу арқылы арттыру. Бұл мақсатқа жету Қазақстанның энергия саласының тұрақты дамуына өтуіне және жаңа фотовольтаикалық технологиялар нарығындағы жаһандық бәсекеге қабілеттілігін нығайтуына ықпал етеді.

Методы исследования (на русском) : Обработка растворов, спин-покрытие, вакуумное осаждение тонких плёнок, изготовление устройств, измерение вольт-амперных характеристик (ВАХ), измерение оптических свойств, анализ фотолюминесценции, сканирующая электронная микроскопия (СЭМ), проводящая атомно-силовая микроскопия (п-АСМ), конфокальная лазерная сканирующая микроскопия, рентгеновская дифрактометрия (РД), рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (РФС), ультрафиолетовая фотоэлектронная спектроскопия (УФЭС),измерения старения фотовольтаических элементов, внешний DC-DC преобразователь напряжения, отслеживание точки максимальной мощности (ОТММ) и моделирование в MATLAB/Simulink.

Методы исследования (на казахском) : Ерітінділерді өңдеу, спин-жабын, жұқа қабықтарды вакуумдық тұндыру, құрылғыларды дайындау, вольт-амперлік сипаттамаларды (ВАС) өлшеу, оптикалық қасиеттерді өлшеу, фотолюминесценцияны талдау, сканерлейтін электрондық микроскопия (СЭМ), өткізгіш атомдық-күштік микроскопия (АКМ), конфокальды лазерлік сканерлейтін микроскопия, рентгендік дифрактометрия (РД), рентгендік фотоэлектрондық спектроскопия (РФС), ультракүлгін фотоэлектрондық спектроскопия (УФЭС), фотовольтаикалық элементтердің қартаюын өлшеу, сыртқы DC-DC кернеу түрлендіргіші, максималды қуат нүктесін қадағалау (МҚНҚ) және MATLAB/Simulink бағдарламасында модельдеу.

Obtained results and novelty (in Russian) : Были достигнуты значительные результаты в повышении стабильности перовскитных солнечных элементов (ПСЭ) для использования в помещениях с помощью разработки материалов и устройств. Стабильные перовскитные материалы были получены путём внедрения низкоразмерных наноструктур, применения стратегий межфазной инженериислоев и оптимизации методов осаждения из раствора. Фотоэлектрические материалы и устройства были систематически охарактеризованы для изучения оптоэлектронных свойств и понимания механизмов повышения эффективности. Разработанные ПСЭ продемонстрировали заметное улучшение термической стабильности и стабильности на воздухе, а также высокую устойчивость к протонному облучению. Кроме того, была успешно разработана и продемонстрирована действующая прототипная система сбора энергии (ССЭ), специально предназначенная для модулей ПСЭ, работающих внутри помещений. В рамках данного проекта были получены результаты, представленные в виде 5 научных статей, опубликованных в рецензируемых научных журналах, входящих в первый квартиль (К1) базы данных WebofScience и имеющих процентильCiteScoreне ниже 82 в базе данных Scopus. Кроме того, 1 научная статья была опубликована в отечественном журнале с ненулевым импакт-фактором, рекомендованном Комитетом по обеспечению качества в сфере науки и высшего образования (КОКСНВО).

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Перовскитті күн элементтерінің (ПКЭ) бөлмеде қолдануға арналған тұрақтылығын арттыру мақсатында материалдар мен құрылғыларды әзірлеу арқылы айтарлықтай нәтижелерге қол жеткізілді. Төменөлшемді наноқұрылымдарды енгізу, қабаттар арасындағы инженерлік стратегияларды қолдану және ерітіндіден тұндыру әдістерін оңтайландыру арқылы тұрақты перовскитті материалдар алынды. Фотоэлектрлік материалдар мен құрылғылардың оптоэлектрондық қасиеттерін зерттеу және тиімділікті арттыру механизмдерін түсіну үшін жүйелі сипаттамалар жүргізілді. Әзірленген ПКЭ термиялық тұрақтылықта, ауадағы тұрақтылықта және протондық сәулеленуге жоғары төзімділігін көрсетті. Сонымен қатар, бөлме ішінде жұмыс істейтін ПКЭ модульдеріне арнайы арналған энергия жинау жүйесінің (ЭЖЖ) прототипі сәтті жасалып, көрсетілді. Бұл жобаның аясында Web of Science дерекқорындағы бірінші квартильге (К1) кіретін және Scopus дерекқорында CiteScore көрсеткіші 82-ден төмен емес 5 ғылыми мақала жарияланды. Сонымен бірге, Ғылым мен жоғары білім сапасын қамтамасыз ету комитеті (ҒЖБССҚК) ұсынған, импакт-факторы бар отандық журналда 1 ғылыми мақала жарияланды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Проект достиг значительных успехов в повышении эффективности и экономичности перовскитных фотовольтаических технологий, особенно для применения внутри помещений. Это способствует реализации стратегических целей Казахстана в области ВИЭ и устойчивого развития. В результате исследований по размерной и межфазной инженерии были получены стабильные мульти-катионные перовскиты CsPbI₂Br и солнечные элементы на их основе. Использование низкоразмерных гетероструктур и оптимизация интерфейсов слоёв переноса зарядов позволили повысить эффективность преобразования энергии на 15–25 % по сравнению с контрольными образцами. Оптимизированные устройства сохранили более 95 % начальной эффективности после 100 часов освещения, что подтверждает улучшение стабильности. Методы низкотемпературного осаждения обеспечивают низкие затраты и масштабируемость производства с использованием доступных материалов. Продление срока службы снижает расходы на обслуживание и улучшает интегральную стоимость электроэнергии. Также была продемонстрирована прототипная система сбора энергии, интегрированная с управляющей электроникой, работоспособная при освещённости 50–200 Вт/м². Это подтверждает потенциал ПСЭ для питания низкоэнергетических ИВ-устройств. Прототип открывает путь к коммерциализации перовскитных систем в ИВ-приложениях. Полученные результаты укрепляют позиции Казахстана на глобальном рынке ВИЭ.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Жоба перовскит негізіндегі бөлмелік фотовольтаикалық технологиялардың тиімділігі мен экономикалық тартымдылығын арттыруда елеулі жетістіктерге жетті. Бұл Қазақстанның жаңартылатын энергия мен тұрақты даму саласындағы стратегиялық мақсаттарына сай келеді. Өлшемдік және межфазалық инженерия нәтижесінде тұрақты CsPbI₂Br негізіндегі мульти-катионды перовскиттер мен күн элементтері жасалды. Төменөлшемді гетероқұрылымдар мен заряд тасымалдау қабаттарының интерфейстерін оңтайландыру арқылы энергияны түрлендіру тиімділігі 15–25 %-ға артты. Оптимизацияланған құрылғылар 100 сағат үздіксіз жарықта бастапқы тиімділігінің 95 %-дан астамын сақтады. Төмен температурада ерітіндімен тұндыру әдістері арзан әрі қолжетімді өндірісті қамтамасыз етеді. Қызмет ету мерзімінің ұзаруы техникалық шығындарды азайтып, электр энергиясының интегралдық құнын төмендетеді. Сонымен қатар, 50–200 Вт/м² жарықта жұмыс істейтін, басқару электроникасымен біріктірілген энергия жинау жүйесінің прототипі сәтті әзірленді. Бұл ПКЭ негізіндегі құрылғыларды төмен қуатты ЗИ-қолданбаларда пайдалануға болатынын көрсетті. Прототип перовскиттік жүйелерді коммерцияландыруға жол ашады. Жобаның нәтижелері Қазақстанның жаңартылатын энергия саласындағы жаһандық бәсекеге қабілеттілігін арттырады.

Level of implementation (in Russian) : Проект достиг высокого уровня реализации, продвинувшись от фундаментальных исследований материалов до демонстрации функциональных прототипов устройств и валидации на уровне системы. В лабораторных условиях были разработаны оптимизированные процессы изготовления перовскитных солнечных элементов (ПСЭ), которые продемонстрировали подтверждённую рабочую стабильность в течение не менее 100 часов при непрерывном освещении. Исследования также были продвинуты до уровня интеграции устройств, где был успешно продемонстрирован рабочий прототип для внутренних ИВ-приложений.

Level of implementation (in Kazakh) : Жоба жүзеге асырудың жоғары деңгейіне жетті — материалдарды іргелі зерттеуден бастап функционалды құрылғы прототиптерін көрсетуге және жүйелік деңгейде растауға дейін ілгеріледі. Зертхана деңгейінде перовскитті күн элементтерін (ПКЭ) дайындаудың оңтайландырылған процестері әзірленді, олар үздіксіз жарықтандыру жағдайында кемінде 100 сағат бойы тұрақты жұмыс істеуді көрсетті. Зерттеу әрі қарай құрылғыларды біріктіру кезеңіне өтті, онда үй ішіндегі ЗИ-қолданбаларына арналған жұмыс істейтін прототип сәтті көрсетілді.

Efficiency (in Russian) : Благодаря систематической оптимизации состава перовскита, инженерии интерфейсов и условий обработки, изготовленные солнечные элементы на основе CsPbI₂Br и мульти-катионных перовскитов продемонстрировали значительное улучшение эффективности преобразования энергии (ЭПЭ) на 15–25% по сравнению с контрольными устройствами. Оптимизированные элементы показали стабильную работу в течение не менее 100 часов при непрерывном освещении. Кроме того, были разработаны системы сбора энергии для применения фотовольтаик внутри помещений (IPV), в которых система способна обеспечивать достаточную выработку энергии при низкой освещённости 50–200 Вт/м² для питания устройств ИВ с низким энергопотреблением.

Efficiency (in Kazakh) : Перовскиттің құрамын, интерфейс инженериясын және өңдеу шарттарын жүйелі түрде оңтайландыру нәтижесінде CsPbI₂Br және көп катионды перовскитті күн элементтері бақылау құрылғыларымен салыстырғанда қуатты түрлендіру тиімділігін (ҚТТ) 15–25%-ға арттырды. Оңтайландырылған элементтер үздіксіз жарықтандыру кезінде кемінде 100 сағат бойы тұрақты жұмыс істейтіні дәлелденді. Бұдан бөлек, бөлмелік қолдануға арналған (IPV) энергия жинау жүйелері әзірленді, онда жүйе 50–200 Вт/м² төмен жарық қарқындылығында аз энергия тұтынатын ЗИ құрылғыларын қуаттандыруға жеткілікті энергия өндіре алады.

Field of application (in Russian) : Фотовольтаические технологии нового поколения

Field of application (in Kazakh) : Жаңа буын фотовольтаикалық технологиялар