Новости

Используйте ссылки ниже для перехода к интересующим подразделам.

МОЛОДЫМ УЧЕНЫМ УНИВЕРСИТЕТА ВРУЧЕНЫ ПРЕЗИДЕНТСКИЕ ГРАНТЫ

17 октября 2019, 09:06

Группа молодых петербургских ученых удостоена грантов Президента Российской Федерации по итогам конкурса, на котором их творческие заявки признаны наиболее весомыми и перспективными. В группу победителей конкурса вошли два сотрудника Академического университета имени Жореса Алферова – научные сотрудники Лаборатории возобновляемых источников энергии Дмитрий Митин и Владимир Федоров.

В Актовом зале Смольного 16 октября победителям конкурса торжественно вручены свидетельства на право получения грантов президента России для государственной поддержки молодых российских ученых – кандидатов наук в области знания «Физика и астрономия». В торжественной церемонии приняли участие полномочный представитель президента РФ в Северо-Западном федеральном округе Александр Гуцан и губернатор Санкт-Петербурга Александр Беглов.

Ранее наши молодые коллеги уже становились победителями конкурсов на получение грантов Российского научного фонда по мероприятию «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов. В минувшем году поддержу получил проект Владимира Федорова «Процессы формирования эпитаксиальных наноструктур GaP на структурированных подложках Si», а в 2019-м поддержки фонда было удостоено исследование Дмитрия Митина «Создание гибридных солнечных элементов на основе арсенида галлия и углеродных нанотрубок».

От души поздравляем наших коллег с высокой оценкой их научного поиска!

По нашей просьбе победители конкурса представили свои работы, удостоенные президентских грантов. 

 

ДМИТРИЙ МИТИНДМИТРИЙ МИТИН
СОЗДАНИЕ ПРОЗРАЧНОГО ПРОВОДЯЩЕГО ТЕКСТУРИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОДА НА ОСНОВЕ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК ДЛЯ СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Проект посвящен теоретическим и экспериментальным исследованиям по созданию солнечных элементов (СЭ) с прозрачным текстурированным электродом из углеродных нанотрубок (УНТ). Ожидается, что введение УНТ увеличит КПД СЭ за счет снижения омических потерь и уменьшения затенения активной области СЭ.

В последние годы значительно возросло количество теоретических и экспериментальных работ, посвященных исследованию возможностей повышения КПД солнечных элементов на основе GaAs. Это обусловлено приближением значений эффективности однопереходных фотопреобразователей к своему теоретическому пределу. Ввиду этого исследователи сконцентрировали свое внимание на способах повышения КПД СЭ за счет улучшения свойств антиотражающих покрытий, а также электрических контактов. В процессе производства гетероструктурных солнечных элементов возникает задача нанесения контактной сетки на их лицевую поверхность. Необходимость контактной сетки диктуется низкой проводимостью контактных слоев структуры СЭ. Ввиду этого в области контакта между элементами контактной сетки и поверхностью СЭ необходимо получение минимального контактного электрического сопротивления. Как правило, лицевая контактная сетка СЭ состоит из контактных шин шириной порядка 3-10 мкм, располагаемых с шагом 50-100 мкм. Уменьшение ширины контактных шин и увеличение шага расположения позволяет снизить потери

ДМИТРИЙ МИТИН

на затенение фоточувствительной области СЭ, однако это неизбежно приводит к увеличению омических потерь и к снижению КПД СЭ. Проблема снижения КПД за счет высокого сопротивления контактной сетки и затенения активной области может быть решена с помощью использования слоев УНТ. С тех пор, как было показано, что УНТ способны выступать в качестве полупрозрачного проводящего слоя, их использование в солнечных элементах становится одной из наиболее перспективных областей исследований. В последние годы отмечается значительный интерес исследователей к созданию прототипов фотовольтаических преобразователей на основе GaAs с УНТ. Слой УНТ улучшает латеральную проводимость на поверхности солнечного элемента. В проекте предлагается использовать слои УНТ в качестве электрода с различной текстурированной геометрией поверхности. Текстурированный рисунок на поверхности УНТ повысит прозрачность имеющегося покрытия, что уменьшит оптические потери без ухудшения токосбора. Таким образом, создание текстуры на поверхности УНТ позволит найти оптимум между необходимой проводимостью и прозрачностью УНТ, тем самым предложенная технология позволит увеличить КПД СЭ за счет минимизации потерь на затенение и растекание тока.

ДМИТРИЙ МИТИН

В результате выполнения проекта планируется провести моделирование режимов работы СЭ, а также конструкции токособирающего электрода на основе УНТ, что позволит развить технологию создания солнечных элементов на основе гетероструктур GaAs с прозрачным текстурированным электродом из УНТ.
В качестве соисполнителей гранта выступают аспирант лаборатории Александр Агликов и студент Сергей Раудик.

ВЛАДИМИР ФЕДОРОВ

ВЛАДИМИР ФЕДОРОВ ПРОЦЕССЫ ФОРМИРОВАНИЯ И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГЕТЕРОСТРУКТУР НА ОСНОВЕ НИТЕВИДНЫХ НАНОКРИСТАЛЛОВ ФОСФИДОВ III ГРУПП ДЛЯ НОВЫХ УСТРОЙСТВ НАНОФОТОНИКИ 

Одной из задач современной оптоэлектроники является создание наноразмерных светоизлучающих структур, монолитно интегрированных на кремнии и работающих в видимом и ближнем ИК-диапазоне. Конечными целями при этом являются: замена электрических соединений в интегральных микросхемах (ИС) оптическими линиями связи, создание быстродействующих оптических датчиков, а также источников единичных фотонов – будущих базовых элементов квантовых оптических информационных технологий.

Поддержанное научное исследование нацелено на создание новых материалов оптоэлектроники на основе так называемых низкоразмерных полупроводниковых гетероструктур. В целом в работе продолжают развиваться идеи Жореса Ивановича Алферова, а для создания гетероструктур используется технология молекулярно-пучковой эпитаксии (МПЭ) развиваемая в стенах Академического университета. Однако, в отличии от уже условно ставших “традиционными” тонкопленочных гетероструктур, в настоящем проекте исследуются гетероструктурированные наноразмерные объекты – нитевидные нанокристаллы (ННК). При этом вместо планарных слоев на поверхности кремния формируется лес вертикально ориентированных ННК. Гетеропереходы при этом могут быть сформированы как вдоль направления роста, так и по радиусу ННК, что позволяет сделать синтезируемые гетероструктуры трехмерными. При этом каждый нанокристал потенциально может выступать в роли отдельного оптоэлектронного устройства.

Геометрия гетероструктурированных ННК имеет следующий ряд преимуществ перед традиционными планарными структурами: в ННК можно стабилизировать кристаллическую структуру, не наблюдаемые “в объеме”, или же чрезвычайно сильно сжимать или растягивать кристаллическую решетку – это позволяет существенно изменять электронные и оптические свойства материала. Развитая поверхность ННК также позволяет “стабилизировать” на их поверхности распадающиеся при обычных условиях твердые растворы, что открывает новые функциональные возможности. Кроме того сами ННК могут обладать волноводными свойствами и выступать в роли микроскопических оптических волокон – линий связи, или же работать как генераторы лазерного излучения.
Таким образом, при условии достаточного уровня развития технологии приборные структуры на основе гетероструктурированных ННК могут отличатся более высокой энергоэффективностью, а также демонстрировать чрезвычайно широкие возможности управления их функциональными свойствами. Проект направлен на экспериментальное исследование того, как в ННК твердых растворов фосфидов-арсенидов галлия буду формироваться гетеропереходы между GaP и GaPAs, а также на то, как размеры и форма ННК будет влиять на оптические свойства таких структур.
Данный грант подразумевает участие соисполнителей, в роли которых выступают аспиранты нашей лаборатории Ольга Коваль и Владислав Шаров. Это позволяет дополнительно простимулировать начинающих молодых ученых.


Олег Сердобольский

Фото Юрия Белинского