The object of research, development or design (in Russian) : перовскитті күн элементтері, мыс тиоцианаты/мыс оксидінің нанокомпозитті қабыршақтары.

The object of research, development or design (in Kazakh) : перовскитные солнечные элементы, нанокомпозитные пленки тиоцианата меди/оксида меди.

Aim of work (in Russian) : улучшение характеристик и стабильности перовскитных солнечных элементов на основе нанокомпозитных пленок CuSCN/Cu2O.

Aim of work (in Kazakh) : CuSCN/Cu2O нанокомпозиттік пленкалар негізінде перовскиттік күн элементтерінің сипаттамалары мен тұрақтылығын жақсарту.

Методы исследования (на русском) : В работе применяться различные методы синтеза тонких пленок и различные методы исследования свойств тонких пленок и характеризации фотовольтаических параметров солнечных элементов. 1) Синтез тонких пленок CuSCN/Cu2O проводиться электрохимическим осаждением в потенциостатическом и гальваностатическом режиме. 2) Синтез фотоактивного перовскитного слоя проводиться методом spin-coating. 3) Нанесение катода из Al проводиться методом вакуумно-термического напыления. 4) Исследования морфологии поверхности тонких пленок проводиться методами сканирующей электронной микроскопии и методами атомно-силовой микроскопии. 5) Кристаллическая структура тонких пленок исследуется методами рентгеноструктурного анализа. 6) Фотовольтаические параметры солнечных элементов определяется измерением вольтамперных характеристик. 7) Механизмы переноса носителей заряда в солнечных элементах исследуется методами импедансной спектроскопии

Методы исследования (на казахском) : Жұмыста жұқа пленкаларды синтездеудің әртүрлі әдістері және жұқа пленкалардың қасиеттерін зерттеудің әртүрлі әдістері және күн батареяларының фотовольталық параметрлерін сипаттаудың әртүрлі әдістері қолданылады. 1) CuSCN/Cu2O жұқа пенкасын синтездеу потенциостатикалық және гальваностатикалық режимде электрохимиялық тұндыру арқылы жүзеге асырылады. 2) Фотоактивті перовскит қабатын синтездеу spin-coating әдісімен жүргізіледі. 3) Al –дан катод жағу вакуумдық-термиялық бүрку әдісімен жүргізіледі. 4) Жұқа қабықшалардың беткі морфологиясын зерттеу сканерлеуші электронды микроскопия әдістерімен және атомдық күштік микроскопия әдістерімен жүргізіледі. 5) Жұқа пленкалардың кристалдық құрылымы рентгендік құрылымдық талдау әдістерімен зерттеледі. 6) Күн элементтерінің фотовольталық параметрлері вольтамперлік сипаттамаларды өлшеу арқылы анықталады. 7) Күн элементтеріндегі заряд тасымалдаушыларды ауыстыру механизмдері импеданс спектроскопиясы әдістерімен зерттеледі.

Obtained results and novelty (in Russian) : Отработан метод электрохимического осаждения тонких пленок CuSCN. Синтезированы пленки CuSCN с различной морфологией и структурой. Исследовано влияние морфологии и структуры пленок CuSCN на электрические и оптические свойства. Разработан метод электрохимического осаждения пленок Cu2O на поверхность пленок CuSCN. Синтезированы пленки Cu2O с кубической и октаэдрической морфологией. Исследовано влияние морфологии и структуры пленок Cu2O на электрические и оптические свойства. Детально исследованы механизмы переноса носителей заряда на границе раздела CuSCN/Cu2O. Новизна работы заключается в синтезе массивов нанокристаллов Cu2O с октаэдрической морфологией на поверхности пленок CuSCN. Также впервые исследована динамика транспорта носителей заряда на различных гранях кристаллов Cu2O.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : CuSCN жұқа қабықшаларын электрохимиялық тұндыру әдісі жасалды. Әртүрлі морфологиясы мен құрылымы бар CuSCN пленкалары синтезделеді. CuSCN пленкаларының морфологиясы мен құрылымының электрлік және оптикалық қасиеттерге әсері зерттелді. CuSCN пленкасының бетіне Cu2O пленкасын электрохимиялық тұндыру әдісі жасалды. Текше және октаэдрлік морфологиясы бар Cu2O пленкалары синтезделді. Электрлік және оптикалық қасиеттерге Cu2O пленкаларының морфологиясы мен құрылымына әсері зерттелді. CuSCN/Cu2O бөлімінің аумағында заряд тасымалдаушыларды ауыстыру механизімі егжей-тегжейлі зерттелді. Жұмыстың жаңалығы CuSCN пленкаларының бетіне октаэдрлік морфологиямен Cu2O нанокристалл массивін синтездеу болып табылады. Сонымен қатар, Cu2O кристалдарының әртүрлі беттеріндегі заряд тасымалдаушылардың тасымалдау динасмикасы алғаш рет зерттелді.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : 1) Конструктивные показатели – синтезированы полупроводниковые пленки тиоцианата меди с p-типом проводимости с улучшенными электрическими и оптическими свойствами 2) Синтезированы нанокомпозитные пленки CuSCN/Cu2O с кубической и октаэдрической морфологией Cu2O. На границе раздела CuSCN/Cu2O происходит искривление энергетической зоны, что формирует внутренне электрическое поле для эффективного извлечение положительных зарядов (дырок) с Cu2O в CuSCN. Полученные нанокомпозитные пленки являются эффективными электротранспортными слоями (hole transport layer) в качестве селективных контактов для перовскитных и органических солнечных элементов. 2) Технико экономические показатели – в работе использовался метод электрохимического осаждения пленок CuSCN/Cu2O, что существенно сократил затраты на синтез полупроводниковых пленок. Электрохимического осаждения – являться недорогим методом синтеза тонких пленок, так как синтез проводиться из водных растворов при комнатной температуре. Метод не требует дорогостоящего оборудования и реагентов. Кроме того, выбор CuSCN/Cu2O селективного контакта вместо традиционно используемого материала Spiro-MeOTAD также сократит расходы на производства перовскитных солнечных элементов.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : 1) Конструктивті көреткіштер – жақсартылған оптикалық және электрлік қасиеттерімен p-типті өткізгішпен жартылайөткізгішті мыс тиоционаты синтезделді 2) Cu2O кубтық және октаэдрлік морфологиямен CuSCN/Cu2O нанокомпазиттік пленкалар синтезделді. CuSCN/Cu2O бөлігінің аумағында энергетикалық зонаның қисаюы байқалады, бұл CuSCN-де Cu2O –мен (кемтік) оң зарядтарды тиімді алу үшін ішкі электр өрісін қалыптастырады. Алынған нанокомпозиттік қабыошақтар перовскитті және органикалық күн элементтірі үшін селективті байланыс ретінде тиімді электртасымалдаушы қабат (hole transport layer) болып табылады. 2) Техникалық –экономикалық көрсеткіштер – жұмыста CuSCN/Cu2O пленкасын электрохимиялық түұндыру әдісі қолданылды, и бұл жартылайөткізгішті пленканы синтездеу шығындарын едәуір азайтты. Электрохимиялық тұндыру-жұқа қабықшаларды синтездеудің арзандау әдісі, өйткені синтез бөлме температурасында сулы ерітінділерде жұүргізіледі. Әдіс қымбат жабдықтар мен реагенттерді қажет етпейді. Сонымен қатар, дәстүрлі түрде қолданылатын Spiro-MeOTAD материалының орнына селективті байланысқа CuSCN/Cu2O таңдау перовскитті күн элементтерін өңдіру шығындарын азайтады.

Level of implementation (in Russian) : результаты проекта внедряться в учебный процесс, НИРС и НИРМ в Astana IT University. В рамках тематики проекта выполняться 5 дипломных работ, 1 магистерская работа, 1 PhD исследование. Разработанные методы, технологии и устройства интегрируются в учебную программу образовательной программы бакалавриата Smart Technology в рамках дисциплины электроника и материаловедение.

Level of implementation (in Kazakh) : жобаның нәтижелері оқу үрдісіне еңгізіледі, СҒЗЖ және МҒЗЖ Astana IT University Жобаның тақырыбының аясында 5 дипломдық жұмыс, 1 магистрлік жұмыс, 1 PhD зерттеу жасалады. Электроника және материалтану пәндерінің аумағындағы Smart Technology бакалавриат білім беру бағдарламасының оқу жоспарына зерттелген әдістер, технология мен құрылымдар біріктірілді.

Efficiency (in Russian) : Эффективность реализации проекта высокая. Задачи календарного плана на 2022 год выполнены на 100%, бюджетная заявка на 2022 год полностью освоена. Все обязательство согласно договору выполнены.

Efficiency (in Kazakh) : Жобаны жүзеге асырудың тиімділіг жоғары. 2022 жылға арналған күнтізбелік жоспарлдың тапсырмалары 100% орындалды, 2022 жылға арналған бөюджеттік өтінім толығымен игерілді. Келісімшар бойынша барлық міндеттемелер орындалды.

Field of application (in Russian) : фотовольтаика, оптоэлектроника, приборостроение

Field of application (in Kazakh) : фотовольтаика, оптоэлектроника, аспапжасау.