The object of research, development or design (in Russian) : Кристаллы Cu2ZnSnS4 (CZTS) и Cu2ZnSnSe4 (CZTSe)

The object of research, development or design (in Kazakh) : Cu2ZnSnS4 (CZTS) және Cu2ZnSnSe4 (CZTSe) кристалдары

Aim of work (in Russian) : Разработка научных основ получения качественных халькогенидных кристаллов Cu2ZnSnS4 (CZTS) и Cu2ZnSnSe4(CZTSe) раствор-расплавленным методом роста для их возможного применения в качестве адсорбирующего слоя фотоэлектрического преобразователя солнечного света.

Aim of work (in Kazakh) : Күн сәулесін фотоэлектрлік түрлендіргіштің адсорбциялық қабаты ретінде қолдану үшін, кристал өсірудің балқыма-ерітінді әдісін қолдана отырып Cu2ZnSnS4 (CZTS) және Cu2ZnSnSe4 (CZTSe) жоғары сапалы халькогенидті кристалдарын алудың ғылыми негіздерін жасап шығару.

Методы исследования (на русском) : Методы исследования характеристик полученных материалов, а также методики синтеза включают: • раствор-расплавленный метод роста кристаллов • Рентгенофазовый анализ (РФА) • Сканирующая электронная (СЭМ) микроскопия • Колебательная спектроскопия • Термический анализ, дифференциально-сканирующая калориметрия (ДСК/ТГ).

Методы исследования (на казахском) : Алынған материалдардың сипаттамаларын зерттеу әдістері, сондай-ақ синтездеу әдістемелері: • Кристалдарды өсірудің балқыма-ерітінді әдісі; • Рентгенофазалық талдау (РФА) Электронды сканерлеу микроскопиясы (СЭМ) • Тербелмелі спектроскопия • Термиялық талдау, дифференциалды-сканерлеу калориметрия (ДСК / ТТ).

Obtained results and novelty (in Russian) : В соответствии с календарным планом получены следующие результаты: 1) Проведены перекристаллизации поликристаллического селенидного и сульфидного кестерита в изотермических условиях. 2) Получены путем добавления в шихту избытка соответствующих металлических прекурсоров кристаллы CZTS и CZTSe разного стехиометрического состава. 3) Путем перекристаллизации поликристаллического материала были опробованы для получения кристаллов CZTS следующие растворители CuCl2, ZnCl2 и SnCl2 и PbCl2-KCl, PbCl2-NaCl для получения CZTSe. 4) Согласно КР спектрам получены кристаллы CZTS и CZTSe, которые имеют структуру кестерита с характерными пиками при 167, 256, 289, 338, 348 и 375 см-1. 5) По данным элементного анализа полученные кристаллы имеют следующие соотношения катионов в составе: Cu/(Zn+Sn) = 0.96 и Zn/Sn = 1.11. Это свидетельствует об отсутствии влияния растворителя на стехиометрию кристаллов. 6) При освещении рабочего электрода происходит скачкообразное изменение в силе тока, что свидетельствует о том что исследуемые кристаллы являются фотоактивными. 7) Опубликованы две статьи, входящие в первые два квартиля по Web of Science и одна статья, рекомендованная ККСОН.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Күнтізбелік жоспарға сәйкес келесі нәтижелер алынды: 1) Изотермиялық жағдайларда поликристалды селенидті және сульфидті кестеритті қайта кристалдандыру жүргізілді. 2) Металл прекурсорларын қосу арқылы түрлі стехиометриялық құрамдағы CZTS және CZTSe кристалдары алынды. 3) Поликристалды материалды қайта кристалдану арқылы CZTS кристалдарын алу үшін келесі СuСl2, ZnCl2 және SnCl2 және PbCl2-KCl, PbCl2-NaCl еріткіштері CZTSe алу үшін сыналды. 4) 167, 256, 289, 338, 348 және 375 см-1-ге тән шыңдары бар кестерит құрылымына ие КР спектрлеріне сәйкес CZTS және CZTSe кристалдары алынды. 5) Элементтік талдау бойынша алынған кристалдардың ұрамындағы катиондар қатынасы Cu/(Zn+Sn) = 0.96 және Zn/Sn = 1.11 болды:. Бұл еріткіштің кристалдардың стехиометриясына әсерінің жоқтығын көрсетеді. 6) Жұмыс электродын жарықтандыру кезінде ток күшінде күрт өзгеріс байқалды, бұл зерттелетін кристалдардың фотобелсенді екенін дәлелдейді. 7) Web of Science бойынша алғашқы екі квартильге кіретін екі мақала және БҒСБК ұсынған баспада бір мақала жарияланды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Разработка новых способов получения качественных кристаллов Cu2ZnSnS4 (CZTS) и Cu2ZnSnSe4(CZTSe), а также исследование их свойств, несомненно, внесет вклад в развитие фундаментальной науки. Благодаря полученным качественным кристаллам CZTS/CZTSe появляется возможность создания солнечных элементов с рекордными показателями эффективности конверсии солнечной энергии, кроме того подбор оптимального растворителя и условии роста позволит улучшить методики получения других функциональных халькогенидных кристаллов.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Cu2ZnSnS4 (CZTS) және Cu2ZnSnSe4(CZTSe) сапалы кристалдарын алудың жаңа әдістерін жасау, оларды зерттеу, әрине, іргелі ғылымның дамуына үлес қосады. Алынған CZTS/CZTSe сапалы кристалдарының арқасында күн энергиясын конверсиялау тиімділігінің рекордты көрсеткіштері бар күн элементтерін жасау мүмкіндігі пайда болады, сонымен қатар оңтайлы еріткіштерді таңдау және өсу шарттары басқа функционалдық халькогенид кристалдарын алу әдістемесін жақсартуға мүмкіндік береді.

Level of implementation (in Russian) :

Level of implementation (in Kazakh) :

Efficiency (in Russian) :

Efficiency (in Kazakh) :

Field of application (in Russian) : Солнечная энергетика

Field of application (in Kazakh) : Күн энергетикасы