The object of research, development or design (in Russian) : Композиции для фотоанода CdSe/TiO2 (нанотрубки) и для фотокатодов на основе нового полупроводника CuBi2O4 и фотокатодов CZTS4, CZTSe4

The object of research, development or design (in Kazakh) : CdSe/TiO2 фотоанодына (нанотүтікшелерге) және жаңа оксидті CuBi2O4 жартылай өткізгіш негізіндегі фотокатодтарға, CZTS4, CZTSe4 фотокатодтарына арналған композициялар.

Aim of work (in Russian) : Повысить эффективность фотоэлектрохимического преобразования солнечного и других видов излучения с помощью использования тонких пленок полупроводников, изготовленных на основе сложных оксидов и халькогенидов металлов.

Aim of work (in Kazakh) : Күрделі металл оксидтері мен халькогенидтер негізінде жіңішке жартылай өткізгіш қабықшаларын қолдану арқылы күннің және басқа сәулелену түрлерінің фотоэлектрохимиялық конверсиясының тиімділігін арттыру.

Методы исследования (на русском) : Состав, структура и морфология поверхности разработанных фотоэлектродов были исследованы методами сканирующей электронной микроскопии (JSM6610, JEOL, Япония), рамановской спектроскопии. Фотоэлектрохимические параметры изучались методом РЕС (потенциостат-гальваностат Gill AC, ACM Instruments). Для определения количества выделившегося водорода использовали кулонометрический метод.

Методы исследования (на казахском) : Жасалған фотоэлектродтардың құрамы, құрылымы және беткі морфологиясы сканерлейтін электронды микроскопия (JSM6610, JEOL, Жапония) және Раман спектроскопиясы арқылы зерттелді. Фотоэлектрохимиялық параметрлер PEC әдісімен зерттелді (потенциостат-галваностат Gill AC, ACM Instruments). Бөлінген сутектің мөлшерін анықтау үшін кулометриялық әдіс қолданылды.

Obtained results and novelty (in Russian) : Разработаны новые дешевые методы изготовления тонкопленочных фоточувствительных полупроводниковых композиций, использующих в качестве подложки широкозонные оксиды металлов с развитой поверхностью. 1)Новый способ изготовления фотоанода CdSe/нанотрубки TiO2, с квантовой эффективностью 17%. 2)Метод электрохимического осаждения сложных халькогенидов Cu2ZnSnS(Se)4. В сочетании с тонкой пленкой (PANI) увеличен фототок в 20 раз. 3)Впервые разработан новый двухстадийный способ изготовления тонких пленок CuBi2O4, сочетающий электроосаждение BiOI и химическое нанесение CuI на его поверхность методом SILAR; Изготовлено более 20 опытных образцов фотокатодов CuBi2O4. 4)Разработан способ допирования поверхности тонкопленочного CuBi2O4 наночастицами платины, что позволило увеличить эффективность выделения водорода из воды при облучении с помощью имитатора солнечного излучения в 16 раз. Изготовлен опытный образец фотокатода CuBi2O4/Pt. Сформулированы технологические стадии и параметры, соблюдение которых необходимо для создания эффективных фотоанода и фотокатодов, и увеличения фототока в электрохимической ячейке. Доказано, что новые материалы перспективны для применения в фотоэлектрохимических солнечных ячейках и устройствах фотоэлектрохимического разложения воды. Опубликовано 36 научных работ и тезисов докладов, из них 7 научных статей в зарубежных изданиях (Q 1-3). 9 - в казахстанских и российских журналах, 20 публикаций в трудах и тезисах Международных конференций. Получено 3 патента РК.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Қабықша ретінде беті дамыған кең саңылау металл оксидтерін қолданатын жұқа қабатты фото сезімтал жартылай өткізгіш композияларын өндірудің жаңа арзан әдістері әзірленді. 1) CdSe фотоанодын/TiO2 нанотүтікшесін жасаудың жаңа әдісі жасалды, ол кванттық тиімділікті 17% қамтамасыз етеді. 2) Cu2ZnSnS (Se)4/ FSnO2 күрделі халькогенидтерін электрохимиялық тұндыру әдісі жасалды.Композициялардың құрамында полимерлердің (PANI) жұқа қабықшасын қолдану олардың фототокын 20 есеге арттыруға мүмкіндік берді. 3) BiOI электротұндыру және оның бетіне SILAR әдісімен CuI-ді химиялық тұндыруды біріктіретін жаңа екі сатылы әдісі алғаш рет жасалды. CuBi2O4 фотокатодтарының 20-дан астам үлгісі дайындалды. 4) жұқа қабатты CuBi2O4 бетін платина нанобөлшектерімен толықтыру тәсілі әзірленді, күн сәулесінің имимитаторы көмегімен сәулелену кезінде cудан сутектің бөліну тиімділігін 16 есеге арттыруға мүмкіндік берді. Pt/CuBi2O4/ FSnO2 / шыны фотокатодтың үлгілері дайындалды. Технологиялық кезеңдер мен параметрлер тұжырымдалған, оларды сақтау тиімді фотоанодтар Алынған жаңа материалдарды фотоэлектрохимиялық күн ұяшықтары мен суды ыдырататын фотоэлектрохимиялық құралғыларда тиімді қолдануға болатыны дәлелденді. 36 ғылыми жұмыс және баяндама тезистері, оның ішінде 7 ғылыми мақала шетелдік басылымдарда (Q 1-3); 9 - қазақ және орыс журналдарында, 20 - Халықаралық конференциялардың еңбектері мен тезистерінде жарияланған. ҚР 3 патенті алынды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : В течении 2020г разработан способ допирования поверхности тонкопленочного CuBi2O4 наночастицами платины. По результатам проведенных исследований также в 2020 г получены Патент РК на полезную модель (№ 4771) «Способ изготовления композиционного медь-висмут оксидного электрода для фотоэлектрохимического применения» и Патент РК на изобретение (№34302) «Способ получения пленок Cu2ZnSnS4»

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : 2020ж. платина нанобөлшектерімен жұқа қабатты CuBi2O4 бетін допингке салу әдісі жасалды. Жүргізілген зерттеулердің нәтижелері бойынша, сондай-ақ 2020 жылы «Фотоэлектрохимиялық қолдану үшін композиттік мыс-висмут оксидінің электродын жасау әдісі» пайдалы моделіне арналған Қазақстан Республикасының патенті (№ 4771) және өнертабысқа арналған Қазақстан Республикасының патенті (№34302) «Cu2ZnSnS4 пленкаларын өндіру әдісі» алынды.

Level of implementation (in Russian) : Разработанные технологические предложения готовы к апробации.

Level of implementation (in Kazakh) : Әзірленген технологиялық ұсыныстар апробацияға дайын.

Efficiency (in Russian) : Увеличена эффективность выделения водорода из воды при облучении с помощью имитатора солнечного излучения в 16 раз за счет использования разработанного способа допирования поверхности тонкопленочного CuBi2O4 наночастицами платины.

Efficiency (in Kazakh) : Жұқа қабатты CuBi2O4 платина нанобөлшектерімен бетті толықтырудың дамыған әдісін қолдану арқылы күн сәулесінің имитаторымен сәулелендіру кезінде Судан сутектің бөліну тиімділігі 16 есе артты.

Field of application (in Russian) : Альтернативная энергия.

Field of application (in Kazakh) : Баламалы энергия.