The object of research, development or design (in Russian) : Электроды на основе многокомпонентных полупроводниковых тонких плёнок халькогалогенидов висмута BiSI и сложнооксидных пленок CuBi2O4, полученных химическим и электрохимическим путём. Методы модифицирования поверхности тонких пленок. Исследование электрохимических и фотоэлектрохимических процессов, протекающих на поверхности электродов.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Химиялық жəне электрохимиялық əдістермен алынған көп компонентті жартылай өткізгішті висмут-халкогалогенидтердің BiSI жəне күрделі тотықты CuBi2O4-ның жұқа қабықшалары негізіндегі электродтар. Жұқа қабықшалардың бетін өзгерту əдістері. Электродтар бетінде жүретін электрохимиялық жəне фотоэлектрохимиялық процестерді зерттеу.

Aim of work (in Russian) : Разработка методов синтеза тонких пленок многокомпонентного полупроводникого соединения висмута BiSI для фотоэлектродов, исследование микроструктуры, физико-химических и фотоэлектрохимических свойств. Разработка способов модификации и структурирования поверхности полученных тонкопленочных фотоэлектродов CuBi2O4 и BiSI с целью увеличения квантовой эффективности преобразования солнечного излучения.

Aim of work (in Kazakh) : Фотоэлектродтарға арналған BiSI висмуттың көпкомпонентті жартылай өткізгішті қосылысының жұқа қабықшаларын синтездеу, микроқұрылымын және физика-химиялық жəне фотоэлектрохимиялық қасиеттерін зерттеу әдістерін жасау. Күн радиациясының конверсиясының кванттық тиімділігін арттыру мақсатында алынған CuBi2O4 жəне BiSI жұқа қабықшалы фотоэлектродтардың бетін модификациялау жəне құрылымдау əдістерін жасау.

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).

Методы исследования (на казахском) : Жасалған фотоэлектродтардың құрамы, құрылымы жəне беткі морфологиясы сканерлі электронды микроскопия (JSM6610, JEOL, Жапония) жəне Раман спектроскопиясы арқылы зерттелді. Фотоэлектрохимиялық параметрлер PEC (потенциостат-галваностат Gill AC, ACM Instruments) əдісімен зерттелді.

Obtained results and novelty (in Russian) : 1) Разработан химический метод синтеза тонкопленочных BiSI-фотоэлектродов. Изучено влияние продолжительности процесса на толщину, состав, морфологию поверхности и структуру. 2) Для пленок BiSI, полученных при 15 мин осаждения, длина игольчатых кристаллитов составляет ~10 мкм, а толщина 0,2-0,5мкм, пролонгирование процесса до 30 минут приводит к образованию осадков с размерами в 900 нм – 1,17мкм. Дальнейшее увеличение времени процесса после 30 минут осаждения влияет не на величину частиц, а на степень заполнения поверхности пленки. 3) Получены фотополяризационные кривые для электродов BiSI. Потенциал начала протекания фототока электродов составляет ~0,15В. 4) Разработан метод химического нанесения наночастиц платины на поверхность CuBi2O4 и BiSI электродов методом dip-coating из раствора 5 мМ H2PtCl6. 5) Изучено влияние количества модификанта Pt на фотоэлектрохимические свойства. 6) Для CuBi2O4 наблюдается увеличение фототока ~200 мкА/см2 при содержании платины на поверхности 3,5ат%. При увеличении количества платины в 2 раза (7,4 ат%) величина фототока значительно снижается. Дальнейшее допирование (9,91ат%) приводит к небольшому увеличению значения фототока, но пленка быстро подвергается фотодеградированию. Для BiSI наблюдается идентичное влияние содержания Pt на поверхности пленки на величины фиксируемого фототока. Наибольшее достигнутое значение фототока составляет ~45 мкА/см2

Obtained results and novelty (in Kazakh) : 1) Жұқа қабықшалы BiSI-фотоэлектродтарды синтездеудің химиялық әдісі әзірленді. Процесс ұзақтығының алынған қабықтардың қалыңдығына, құрамына, бетінің морфологиясына және құрылымына әсері зерттелді. 2) 15 минуттық тұндыру кезінде алынған BiSI пленкалардың ине тәрізді кристаллдарының ұзындығы ~10 мкм, ал қалыңдығы 0,2-0,5 мкм, тұндыру процесін 30 минутқа дейін ұлғайтқанда 900 нм - 1,17 мкм өлшемді тұнбалардың пайда болуына алып келеді. Процесс уақытының 30 минуттан кейінгі созылуы бөлшек өлшеміне емес, тек қабықша бетінің толу дәрежесіне әсер етеді. 3) BiSI электродтары үшін фотополяризация қисықтары алынды. Электродтардың фототок ағуының басталу потенциалы ~0,15В. 4) 5 мМ H2PtCl6 ерітіндісінен CuBi2O4 және BiSI электродтарының бетіне платина нанобөлшектерін dip-coating химиялық қондыру әдісі әзірленді. 5) Модификатор Pt мөлшері олардың фотоэлектрохимиялық қасиеттеріне әсері зерттелді. 6) Бетіндегі платина мөлшері 3,5 ат% құрайтын CuBi2O4 қабықша үшін фототоктың ұлғаюы ~200 мкА/см2 дейін байқалады. Платина мөлшері 2 есе артқанда (7,4%) фототоктың шамасы айтарлықтай төмендейді. Одан әрі легирлеу (9,91%) фототоктың аздап жоғарылауына әкеледі, бірақ қабықша тез фотодеградацияға ұшырайды. Фототоктың орнықты шамасында қабықша бетіндегі Pt мөлшерінің әсері BiSI қабықшалар үшін біркелкі екендігі байқалады. Ең жоғары қол жеткізілген фототок ~ 45 мкА/см2.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Пленки, полученные по разработанной методике, демонстрируют протекание анодного фототока (25 мкА/см2), характерного для n-типа проводимости. Потенциал начала протекания фототока электродов составляет порядка 0,15 В. Разработан метод химического нанесения наночастиц платины на поверхность тонких пленок CuBi2O4 и BiSI электродов методом dip-coating. Показано, что модифицирование поверхности пленки наночастицами платинами приводит к увеличению фоточувствительности электродов в 1,5 и 1,8 раз для CuBi2O4 и BiSI электродов соответственно.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Әзірленген әдістеме бойынша алынған пленкалар n-типті өткізгіштікке тән анодтық фототоктың (25 мкА/см2) ағуын көрсетеді. Электродтардың фототок ағуының басталу потенциалы шамамен 0,15 В. CuBi2O4 және BiSI электродтарының жұқа қабықшаларының бетіне платина нанобөлшектерін dip-coating әдісімен химиялық қондыру әдісі әзірленді. Пленка бетінің платина нанобөлшектерімен модификациясы CuBi2O4 және BiSI электродтары үшін сәйкесінше электродтардың фотосезімталдығын 1,5 және 1,8 есе арттыруға әкелетіні көрсетілген.

Level of implementation (in Russian) : Разработанные методы готовы к апробации

Level of implementation (in Kazakh) : Әзірленген әдістер апробацияға дайын

Efficiency (in Russian) : Разработанный метод модифицирования поверхности позволяет увеличить фотоактивность (квантовый выход) полупроводниковых тонких пленок на основе соединений висмута в 1,5-1,8 раз.

Efficiency (in Kazakh) : Беттік модификациялау әдісі висмут қосылыстары негізіндегі жартылай өткізгішті жұқа қабықшалардың фотобелсенділігін (кванттық шығымдылығын) 1,5-1,8 есе арттыруға мүмкіндік береді.

Field of application (in Russian) : Альтернативная энергия

Field of application (in Kazakh) : Баламалы энергия