103
оңтайландыру үшін шығудың жоғары жұмысымен MoO
x
буферлі қабатты
қолдану, жабық көлемде компоненттерді сублимациялау әдісімен p-CdTe
қабатын, ал n-CdS беттік контакт сутермалды әдіспен құру, ядро-қабат
CdTe/CdS КЭ жасап, олармен TiO
2
жасалған фотоэлектродтарды
сенсибилизациялау, тиімділігі 15% құрайтын n-CdS/p-CdTe КЭ алу үшін
арзан шыны төсеніштері қолдану қажет. Бұл аз шығынмен жоғары тиімді
CdTe КЭ алуға болатынын көрсетеді.
Бояулармен сенсибилизацияланған күн сәулесі элементтері. 1991 жылы
түзілу ПӘК 7.1% сенсибилизацияланған бояуымен КЭ жасалды, оның
қарапайым
конструкциясы,
төмен
шығынды
технологиясы
оған
қызығушылық тудырды. Гретцель ұяшығы келесіден тұрады: 1) тотықтың
өткізгіш және мөлдір қабатымен қапталған шыны анод, 2) тотықтың
мезокеуек қабаты, көбінесе анодтың беті TiO
2
, 3) жарықты жұту үшін
мезокеуекті қабат беткейіне бояудың жұқа қабатын жағу, 4) бояуды
тотықсыздандыру үшін редокс-медиаторы бар электролит, 5) электрондарды
жинауға арналған төсенішке жағылған, көбінесе шыны алынады, платинадан
жасалған катод.
Бояулармен сенсибилизацияланған КЭ тиімділігі 11.4% және 12.3%
жетті. Бояулармен сенсибилизацияланған КЭ теориялық шегі ~20% құрайды.
Тиімділіктің өсуі жұтылудың жоғары коэффициентімен және кең
спектралды сипаттамаларымен жаңа фотосенсибилизаторларды өңдеу,
бояудың тотығу энергиясы электролитпен үйлесімде болса, зарядтардың
қайта орын ауыстыруын сөндіру, электрондарды ұстап қалу, электролиттің
адсорбер және редокс-деңгейлерінің төменгі бос энергетикалық күйінің
арасындағы энергия бойынша орналасқан өткізгіш аймағымен жартылай
өткізгіш қабатын таңдау, электрондардың жоғары қозғалғыштығы және
химиялық тұрақтылығы арқылы қол жеткізуге болады. Бұл мәселеге
көптеген басылымдар арналды.
Күн сәулесі элементтерінің басқа түрлері. Соңғы жылдары жұқа
үлдірлі майысқыш негіздегі КЭ зерттеушілердің назарында және p-n-
ауыспалы жартылай өткізгішті қарапайым КЭ жұмыс істеу принципімен
айырмашылығы бар КЭ айтарлықтай түрлері өңделуде .
Жартылай өткізгішті квантты нүктелердегі (КН) КЭ КН бірегей
қасиеттерінің және КН-нің КЭ-ге технологиялығы арқасында келешегі бар. 5
жылдық өңдеу кезінде КЭ КН-ге ПӘК 2008 жылы 0.5% 2008 10 есе,
тиімділігі 6% жетті.
Полимер және органикалық материалдар негізіндегі КЭ төменгі бағасы
және жақсы механикалық қасиеттері бар. Соңғы кездері бір өтуде
органикалық КЭ ПӘК 8.4%, біріккен КЭ – 8.6% жетті. ПӘК 10% дейін
жеткізу көзделіп отыр. Теориялық есептеулер оңтайландырылған КЭ үшін
баға төмен болғанда ПӘК 11% дейін екенін көрсетті. Бірінші жартылай
ұяшығында тыйым салынған аймақ ені ~1.6 эВ және екінші жартылай
ұяшықта ~1 эВ кезінде тиімділігі 16% астам. Екі гетерауыспалы полимерлік
КЭ келешегі зор.
104
Фуллерендер,
көміртекті
нанотүтіктер
және
графен
сияқты
нанокөміртекті материалдар негізіндегі КЭ аз салмағы, бастапқы шикізаттың
төмен бағасы және қажетті конструкциясы бар. Сондықтан көптеген
зерттеулер осы материалдар негізіндегі тиімді КЭ өңдеуге арналған. [55]
жұмыста донорлы типті полимерлер және фуллерендердегі көлемді гете-
рауыспалы КЭ берілген. Тиімділік 4% жетті, фотосезімталдық 300-ден 650
нм дейін диапазонда болады.
Жарықтың жұқа үлдірлі КЭ тиімді таралуы үшін брегті шағылғыш
ретінде әсер ететін және сыртқы контактіге дейін жетіп жоғалып кететін
жарықтың өнімді бөлігін айтарлықтай төмендететін 1D фотонды кристалдар
қолдану ұсынылады.
Сонымен соңғы уақытта бүкіл дүние жүзі бойынша жартылай өткізгіш
аймағында зерттеу көлемі жоғарылауда және де көңіл приборлық
наноқұрылым және наноқұрылымдық материалдар аймағына ауысуда. Бұл
қазіргі кездегі қондырғылардың сипаттамаларын жақсарту және олардың
қолдану аймағын кеңейту мақсатында жаңа материалдарды жасауға жаңа
мүмкіндіктер береді.
Қазақстандағы жартылай өткізгіш физикасы және материалтану
саласындағы зерттеулер. Соңғы жылдары шетел басылымдарындағы
Қазақстан ғалымдарының жартылай өткізгіш физикасы және материалтану
аймағындағы басылымдары өсуде. Мұндай өсу айтылған отандық
жұмыстардың саны. Thomson Reuters ақпараттық база берілгендері бойынша
әл-Фараби атындағы ҚазҰУ-дің оқытушылары мен қызметкерлерінің
осындай аталған басылымдардың саны 5200. Конденсациялық күй
физикасы, материалтану және жартылай өткізгіштер аймағында әл-Фараби
атындағы ҚазҰУ-де «Конденсацияланған күйінің физикасы, нанотехнология
және наноматериалдардың қазіргі мәселелері – Сәрсенбинов оқулары»
сияқты әртүрлі халықаралық конференциялар, ҚР БжҒМ Жану мәселелері
институтында
«Көміртекті
материалдар
физикасы
және
химиясы/наноинженерия» Халықаралық симпозиумы, Д.Серікбаев атындағы
ШҚМТУ «Қатты дене физикасы» Халықаралық конференциясы көптеген
шетел ғалымдарының қатысуымен өткізілді.
Материалтану зерттеулері аналитикалық және технологиялық қымбат
жабдықтарды талап етеді. Осы аймақта соңғы жылдары дұрыс өрлеу
байқалады, мысалы, 20 ұлттық және инженерлік лабораториялар қазіргі
уақыттағы аналитикалық және технологиялық жабдықтармен жабдықталды.
Іргелі және қолданбалы зерттеулер жүргізілді, олардың нәтижелері
шетел журналдарына басылды. Оның ішінде кремнийдегі өзіндік
түйінаралық ақаулардың зерттеуі жүргізілді, терең деңгейдегі –
электрондардың жиналу мен іліну қимасы осы ақаулардың жасыту кинети-
касын және оларды араластыру және нөлдік араластыру астында сәулелену
кезінде енгізу жылдамдығын есептеуге мүмкіндік беретін деңгей есептелді.
Тәжірибелік берілгендермен жақсы үйлесім алынды.
Достарыңызбен бөлісу: |
