Жаңа жартылай өткізгіш материалдарды қолдана отырып фотоэлектрохимиялық элементтердің энергоэффективтілігін арттыру
Full Name of the work head: Дергачева Маргарита Борисовна
Исполнители проекта:
: Институт топлива, катализа и электрохимии им. Д.В.Сокольского
Inventory number: 0218РК00581
Registration number: 0118РК00293
Keywords:
"Цель работы: Повысить эффективность фотоэлектрохимического преобразования солнечного и других видов излучения с помощью использования тонких пленок полупроводников на развитых поверхностях оксидов металлов. Установить влияние различных способов изготовления фотокатодов и фотоанодов на повышение эффективности преобразования солнечного излучения.
Объект исследования: TiO2 -нанотрубки, CdSe/TiO2 фотоаноды, композиции [Cu2ZnSnS4/FSnO2/стекло];[халькогенид/полимер/FSnO2/стекло],изготовленные электрохимическими и химическими методами,и их фотосвойства.
Методы исследования: Новые полученные материалы охарактеризованы с помощью методов РФА, (ДРОН-4 с Со излучением, дифрактометр Bruker D8 Advance (Cu Kα излучение)), спектроскопии комбинационного рассеяния, электронной (JSM6610, JEOL, Япония) и атомной силовой микроскопии (JSPM5200, (JEOL,), методом УФ- спектроскопии (СФ-256). Подтверждены их структурные и оптические свойства.
Работа выполнялась по международному сотрудничеству с исследователями Белорусского ГосУниверситета (г.Минск).
Исследования направлены на разработку новых дешевых методов изготовления фоточувствительных полупроводниковых композиций, использующих в качестве подложки металлы или широкозонные оксиды металлов с развитой поверхностью, которые могут быть использованы в качестве фотоанодов или фотокатодов в фотоэлектрохимических преобразователей солнечного излучения. Разработан метод электрохимического анодирования титана в неводных растворах для получения массивов нанотрубок на его поверхности. Использован электрохимический метод осаждения CdSe на поверхность TiO2 и химический (SILAR) способ изготовления фотоанода CdSe /TiO2для применения в процессах фотоконверсии монохроматического и солнечного излучения. Показано, что фотоактивность и квантовая эффективность преобразования света с использованием фотоанодов CdSe/TiO2, полученных на нанотрубках оксида титана выше, чем на подложке TiO2. Достигнута квантовая эффективность 17%.
Разработан метод электрохимического осаждения сложных халькогенидов на подложки:[стекло, покрытое пленкой проводящего оксида олова, модифицированного фтором]. Установлено, что композиция Cu2ZnSnS4 /FSnO2 проявляет свойства фотокатода, с р-типом проводимости. Разработан новый метод увеличения фотоактивности материалов, использующих сложные халькогениды в качестве поглощающего слоя, путем изготовления композиции с тонкой пленкой полимеров (PANI). Методом РЕС в электролитахNa2SO3 показано увеличение фототоков таких композиций соответственно в10 и 20 раз.
Доказано, что новые материалы перспективны для применения в фотоэлектрохимических солнечных ячейках и устройствах фотоэлектрохимического разложения воды"