Тема дисертаційного дослідження:
“Структурні, оптичні та термодинамічні властивості тонких плівок CdTe, легованих елементами І, ІІ та VII груп”
аспірантки II року навчання
спеціальність – 104- Фізика та астрономія
Малярської Іванни Володимирівни
Актуальність теми дослідження
ХХІ-ше століття стає епохою енергозбереження та енергоощадних технологій, що дозволяють не тільки заощаджувати природні ресурси і забезпечувати енергетичну автономність і стабільність, але й також дозволяють значно зменшити негативний вплив індустріалізації на навколишнє середовище і його екосистеми. Одним із перспективних напрямів відновлювальних джерел енергії, що в останні роки дуже активно впроваджуються в світову промисловість і побут – є сонячна енергетика.
Важливим завданням сьогодення є розробка матеріалів та технологій для застосування в енергетиці. Найбільш цікавими та широко використовуваними стали фотоелектричні системи. Однак, полі- та монокристалічні кремнієві елементи мають певний недолік, який пов’язаний із складним технологічним процесом. Альтернативою кремнієвим елементам є так звані фотоелектричні системи 2-гої генерації – тонкоплівкові фотоелементи, серед яких є матеріали на основі сполук II-VI (CdTе, ZnO, CdS, тощо).
Тонкоплівкова технологія дозволяє плавно регулювати вихідні параметри матеріалу, а введення контрольованого складу та кількості домішок сприяє розширенню практичних можливостей для такого типу фотоелементів.
Зважаючи на сучасні можливості математичних пакетів комп’ютерного моделювання, існуючі розрахункові програми, що базуються на квантово-хімічних розрахунках (так звані, ab initio розрахунки, чи DFT) можна з необхідною точністю прогнозувати структурні, оптичні та термодинамічні властивості тонких плівок, як бінарних матеріалів, так і при введенні у їх структуру різноманітних домішок.
У даному дисертаційному дослідженні пропонується комплексне теоретико-експериментальне рішення моделювання оптимального типу тонкоплівкових, фотоелектричних матеріалів із прогнозовано високими характеристиками та його експериментальне втілення. У якості базового матеріалу обрано бінарний CdTe, який буде леговано елементами I, II та VII груп Періодичної системи хімічних елементів. Ретельне моделювання дозволить ще до проведення експериментальних досліджень та підтверджень прогнозувати вибір легуючої домішки. Для цього буде використано пакет GAMESS VS (термодинамічні характеристики) та WIEN2k (енергетичні, структурні та оптичні характеристики). Симуляція ж кінцевої фотоелектричної комірки буде проведена у середовищі SCAPS.
Мета дисертаційної роботи полягає у дослідженні структурних та оптичних властивостей тонких плівок СdТe, легованих елементами I, II та VII груп для їх практичного застосування.