СТРУКТУРА, МОРФОЛОГІЯ ПОВЕРХНІ ТА ОПТИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ТОНКОПЛІВКОВИХ МАТЕРІАЛІВ НА ОСНОВІ CdTe ІЗ НАНОВКЛЮЧЕННЯМИ ДЛЯ ФОТОЕЛЕКТРИЧНИХ ПЕРЕТВОРЮВАЧІВ ЕНЕРГІЇ

аспіранта II року навчання

спеціальність  – 104 Фізика та астрономія

Яворського Ростислава Святославовича

Актуальність теми дослідження

Тематика, пов’язана із альтернативною енергетикою довгий час залишається однією з найважливіших питань, не тільки в Україні, але й у світі. Довгострокові прогнози показують, що до 2050 року ми споживатимемо у три рази більше енергії, ніж на даний час. Викопні види палива, такі як вугілля, нафта і природний газ, що досі покривали попит на енергію, через виснаження запасів використовуватимуться все рідше. Тому актуальним є питання переходу на ефективніші альтернативні джерела енергії.

CdTe є напiвпровiдником, що ефективно поглинає оптичне випромiнювання з оптимальними для сонячного елемента параметрами, а виробництво тонкоплiвкового CdTe при використанні запропонованої у проектів технології осадження із парової фази не потребує складної мiкроелектронної технологiї. Головна перевага тонкоплiвкової технологiї на CdTe полягає у вищiй продуктивностi виробництва й меншiй собівартостi продукції, порiвняно із сонячними елементами на основi кремнiєвих пластин. Це зумовлено не тiльки мiкронною товщиною поглинаючого шару, але й низькою вартiстю основи, на яку наноситься матерiал (переважно, скло або полiмерна плiвка, металева фольга). Дослiдження й розробки, проведенi впродовж останнього десятилiття, дозволили розробити технологiю масового виробництва сонячних модулiв на основі CdTe, здатних конкурувати з кремнiєвими аналогами при компромiсних ефективностi й вартостi, побудувати потужнi сонячнi електростанції в низцi країн.

Одним із методів, які дозволяють підвищувати ефективність фотоелектричних перетворювачів є збільшення спектральної чутливості сонячних елементів. Також потрібно зменшити втрати, які пов’язані із термалізацією гарячих носіїв (рекомбінаційні процеси, поглинання фотонів із енергією, вищою за ширину забороненої зони, омічні втрати, тощо). У зв’язку із цим слід заначити важливість використання оксидних матеріалів (ZnO), які є прозорими у видимій області спектру та володіють таким значеннями коефіцієнта заломлення, які дозволяють застосовувати їх і у якості покриттів для відбивання. Введення шару із нановолокнами у матрицю основного матеріалу дозволяє підвищити електричну провідність. З іншої сторони, слід врахувати більш складні процеси, пов’язані із концентрацією нановолокон.

Тема дисертаційного дослідження повністю узгоджується з тематикою наукових проектів кафедри фізики і хімії твердого тіла. Фізика і технологія тонких напівпровідникових плівок є найбільш відомим науковим напрямком, який добре розвинуто на фізико-технічному факультеті.