Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення ім. М.П. Семененка НАН України

Розробка методу модифікованого перовськіту з напівпровідниковими властивостями

В зв´язку з тим, що потреби в енергії з кожним роком зростають, виникає необхідність створювати альтернативні джерела екологічно чистої відновлюваної енергії. Такими джерелами є - сонячна енергія, енергія вітру, гідроенергетика, геотермальна енергія та енергія припливів. Хімічні сполуки з перовськітоподібними структурами знаходять широке використання в енергетиці – в сонячних елементах і в радіоелектронній промисловості. Спираючись на високі фотоелектричні характеристики, доступні матеріали та економічну технологічність рішення, сонячні елементи на основі перовськіту найближчими роками конкуруватимуть із сонячними елементами на основі кристалічного кремнію.

Електронномікроскопічне зображення зразка (при різних збільшеннях): справа – це каркас, складений нанорозмірними частками з окремими кулеподібними мікроскопічними утвореннями (зліва)

Метод прискореного синтезу (5-12 хв.) дозволяє створити енергозберігаючу технологію отримання перовськіту в порівнянні з іншими існуючими технологіями.

1. Розроблено основи методу. Синтез проводиться без захисної атмосфери, на повітрі з використанням сполук широко розповсюджених в природі елементів (наприклад Ca, Ti).
2. Проведені дослідження методами РФА і СЕМ властивостей композита (СаТіО3 + ТіО2) показали, що використання ніобію в якості допуючого елементу, значно прискорює протікання реакції синтезу перовськіту збільшуючи при цьому його концентрацію в системі.

Методами РФА визначено утворення твердого розчину Ca(Ti, Nb)O3 результатом чого стало одержання зразків композиту (СаТіО3 + TiO2) з питомим опором, значення якого наближається до величин властивих напівпровідникам.

Дослідження швидкісного синтезу композиту за 5-12 хвилин в інтервалі температур 700-900oС дозволяє розробляти енергозберігаючі лабораторну та промислову технологію отримання порошку для сонячної енергетики та напівпровідникової кераміки.

Приймаючи до уваги одержані значення питомого опору в подальшому буде доцільним проведення досліджень фотоелектричних властивостей матеріалу з метою можливості його використання в сонячних елементах.

Проєкт: «РОЗРОБКА МЕТОДУ МОДИФІКОВАНОГО ПЕРОВСЬКІТУ», 2022 р.

Програмно-цільова фундаментальна конкурсна тематика НАН України «Підтримка пріоритетних напрямів наукових досліджень».

Виконавці: А.С. Смоляр, А.О. Бурхан, В.Г. Гурін, А.В. Степаненко та інш.

2023-07-19 16:04:04