Диссертация (1150342)
Текст из файла
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТНа правах рукописиГревцев Артём СергеевичПОЛИОЛЬНЫЙ СИНТЕЗ СЕЛЕНОИНДАТОВ-ГАЛЛАТОВ МЕДИ ВМИКРОВОЛНОВОМ ПОЛЕ02.00.21 – Химия твердого телаДИССЕРТАЦИЯна соискание ученой степениКандидата химических наукНаучный руководитель:к.х.н., доцент Тверьянович А.С.Санкт-Петербург20172ОглавлениеВведение .......................................................................................................................... 5Глава 1.
Обзор литературы .......................................................................................... 101.1. Солнечная энергетика и солнечные фотопреобразователи ...................... 101.2. Современные материалы для формирования фотопреобразователей ..... 181.3. Физико-химические методы получения тонких пленок селеноиндатов(галлатов) меди ..................................................................................................... 221.4. Химический синтез наночастиц CuInxGa1-xSe2 из растворов ....................
261.5. Поглощение микроволнового излучения веществом, влияние на скоростьхимических реакций ............................................................................................. 301.6. Микроволновый синтез ................................................................................ 351.7. Полиольный микроволновый синтез селеноиндатов-галлатов меди ...... 41Глава 2. Экспериментальные методы синтеза и исследования наночастицCuInxGa1-xSe2 ................................................................................................................. 442.1. Установка для микроволнового синтеза .....................................................
442.2. Методика проведения экспериментов по исследования механизмареакции образования наночастиц CuInx(Ga)1-xSe2 при микроволновомполиольном синтезе ............................................................................................. 452.2.1. Исследование воздействия МВ поля и термического нагрева наПЭГ ................................................................................................................. 462.2.2. Исследование воздействия МВ облучения и термического нагревана раствор CuCl2 в ПЭГ ............................................................................... 462.2.3. Исследование взаимодействия ПЭГ и Se в МВ поле .....................
472.2.4. Исследование взаимодействия ПЭГ и InCl3 в МВ поле ................. 472.2.5. Исследование взаимодействия ПЭГ, CuCl2 и Se в МВ поле ......... 472.2.6. Исследование взаимодействия ПЭГ, InCl3 и Se в МВ поле ........... 482.2.7. Исследование промежуточных продуктов реакции полиольногомикроволнового синтеза CuInSe2 ............................................................... 4832.2.8. Исследование влияния средней молекулярной массы ПЭГ наразмер и морфологию наночастиц меди, получаемых в процессевосстановления хлорида меди (II) при МВ облучении ............................ 482.3.
Методика синтеза наночастиц составов CuInxGa1-xSe2 .............................. 492.4. Методика получения пленок из синтезированных наночастиц ................ 512.5. Методика получения композитных пленок из синтезированныхнаночастиц с PCBM .............................................................................................. 522.6. Методы исследования образцов .................................................................. 532.6.1 Рентгенофазовый анализ .....................................................................
532.6.2 Спектроскопия оптического поглощения в видимом и ближнем ИКдиапазоне ....................................................................................................... 532.6.3 Рентгено-флуоресцентный анализ .................................................... 542.6.4 Динамическое рассеяние света .......................................................... 542.6.5 ИК спектроскопия ...............................................................................
542.6.6 Спектроскопия комбинационного рассеяния .................................. 552.6.7 Сканирующая электронная микроскопия ......................................... 552.6.8 Фотоэлектрохимические измерения ................................................. 552.6.9 Спектроскопия ЯМР ........................................................................... 56Глава 3.
Экспериментальные результаты и их обсуждение .................................... 573.1 Механизм реакции полиольного синтеза тройных соединений CuIn(Ga)Se2в микроволновом поле .........................................................................................
573.1.1. Воздействие термического нагрева и микроволнового поляна ПЭГ ........................................................................................................... 573.1.2. Взаимодействие ПЭГ с хлоридом меди (II) .................................... 613.1.3. Взаимодействие ПЭГ, InCl3 и Se в МВ поле ................................... 723.1.4.Cоставпромежуточныхпродуктовреакцииполиольногомикроволнового синтеза CuInSe2 ...............................................................
743.2. Исследование частиц CuInхGa1-хSe2, синтезированных полиольныммикроволновым методом .................................................................................... 813.2.1. Фазовый состав, морфология, распределение частиц4по размерам ................................................................................................... 813.2.2. Оптические спектры поглощения пленок, оптическая шириназапрещенной зоны синтезированных частиц ............................................ 933.3. Фотоэлектрические свойства полученных композитных пленок ............
95Основные результаты и выводы ............................................................................... 100Благодарности .............................................................................................................
102Список сокращений и условных обозначений ......................................................... 103Список литературы .................................................................................................... 1045ВведениеСолнечнаяэнергетикаявляетсяоднимизактуальныхиактивноразвивающихся направлений получения электроэнергии. Преимущества данногоспособа производства электроэнергии заключаются в экологической чистоте,неисчерпаемости солнечной энергии, отсутствии необходимости доставки сырья кпреобразователю.преобразованиеОсобыйсолнечнойинтереспредставляетэнергиивнепосредственноэлектрическуюприпрямоепомощифотоэлектрических преобразователей.
На данный момент стоимость производстваэлектроэнергии при использовании модулей солнечных батарей значительнопревышает стандартные методы производства электроэнергии, такие какгидроэнергетика и теплоэнергетика. В связи с этим ведутся активные прикладныеи теоретические разработки в области создания новых материалов и методов дляповышения эффективности преобразования солнечной энергии и по снижениюстоимости производства солнечных батарей.Одним из перспективных материалов для создания фотопоглощающего слоясолнечных элементов являются селеноиндаты-галлаты меди CuInxGa1-xSe2 соструктурой халькопирита.
Данный материал обладает близкими к оптимальнымоптическимииэлектрическимисвойствами.Активноразвивающимсянаправлением является применение наночастиц полупроводниковых материалов.Нанчастицы могут использоваться для формирования тонких фотопоглощающихслоев методами печати и нанесения в виде спрея для создания как полностьюнеорганических солнечных элементов, так и в виде композитных органонеорганических материалов. Композитные органо-неорганические материалыпредставляют интерес в связи с тем, что сочетают в себе такие преимущества как:высокий коэффициент поглощения и возможность формирования гибкихструктур, формирование в объеме тонкого слоя межфазных границ дляразделения генерируемых носителей заряда, устойчивость к длительномутермическому и радиационному воздействию.Существуют различные методы получения селеноиндатов-галлатов меди в6видетонкослойныхпленокинаноразмерныхчастицCuInxGa1-xSe2.Перспективным и активно развивающимся направлением является химическийсинтез из растворов солей металлов в органических растворителях, однако длясинтеза наночастиц используются токсичные вещества для получения растворовселена.Прихимическомсинтезеизрастворовданныхсоединенийсиспользованием элементарного селена основной проблемой является длительноевремя синтеза и чистота получаемых продуктов.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
