Одержання напівпровідникових плівок CdTe з диметилсульфоксидних розчинів імпульсним електролізом
DSpace at NTB NTUU KPI
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
Одержання напівпровідникових плівок CdTe з диметилсульфоксидних розчинів імпульсним електролізом
|
|
| Creator |
Білань, Олег Ігорович
|
|
| Description |
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.03 – технічна електрохімія. – Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут", Київ, 2010. Дисертація спрямована на розроблення наукових основ і технологічних засад одержання електролітичних полікристалічних напівпровідникових плівок кадмію телуриду з високою здатністю перетворення сонячної енергії у електричну. Встановлено, що отримання плівок CdTe можливе шляхом електрохімічного співосадження з ДМСО розчинів солей CdCl2 та TeCl4. Виявлено, що загальна швидкість сумісного виділення кадмію та телуру є вищою за суму швидкостей парціальних реакцій внаслідок субпотенціального виділення кадмію. Співосадження кадмію та телуру імпульсним струмом з ДМСО розчинів супроводжується цементацією телуру під час паузи. Плівки, отримані співосадженням кадмію та телуру, проявляють оптичну чутливість у ширшому діапазоні світлових хвиль, ніж чистий кадмію телурид. Розроблена схема отримання тонких полікристалічних напівпровідникових плівок CdTe імпульсним електролізом з диметилсульфоксидних розчинів, техніко-економічний аналіз якої довів її економічну ефективність. Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.17.03 – техническая электрохимия. – Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", Киев, 2010. Диссертация посвящена разработке научных и технологических основ получения электролитических поликристаллических полупроводниковых пленок кадмия теллурида с высокой способностью преобразования солнечной энергии в электрическую. Обзор литературы, посвященный анализу современных методов получения пленок кадмия теллурида, показал преимущества электролиза и дал возможность обосновать выбор органического апротонного растворителя (диметилсульфоксида) и импульсного режима тока. Методом линейной вольтамперометрии исследовано электрохимическое получение кадмия, теллура и их соосаждение из диметилсульфоксидных растворов. Установлено, что катодное осаждение как кадмия, так и теллура из ДМСО растворов при потенциостатических условиях в широком диапазоне потенциалов происходит в диффузионной области. Показано, что электрохимическое выделение кадмия из ДМСО растворов происходит с большей поляризацией, чем из водных растворов. Исследовано влияние природы подложки на морфологию кадмия, осаж- денного при потенциостатических условиях. Определено, что совместное восста- новление теллура и кадмия происходит с увеличением суммарной скорости процесса по сравнению с их раздельным восстановлением, что обусловлено предпотенциальним выделением кадмия. Для уменьшения диффузионных ограничений при получении поликристаллических пленок CdTe из ДМСО растворов предложено использовать импульсный электролиз. Установлено, что за импульсного электролиза из ДМСО растворов, даже при высоких значениях потенциала, образуются качественные тонкие поликристалли- ческие пленки кадмия, теллура и кадмия теллурида. Показано, что использование импульсного тока дает возможность получать осадки с меньшими размерами крис- таллитов и расширить границы потенциалов получения пленок. Определено, что на морфологию полученных осадков, кроме потенциала импульсов, концентрации солей и температуры раствора, существенное влияние имеет длительность импульсов. Выявлено, что процесс соосаждения кадмия и теллура в ДМСО растворах сопровождается интенсивной цементацией последнего. Поэтому получить пленку соосаждением из раствора солей CdCl2 и TeCl4 в ДМСО, которая состояла бы из чистого CdTe, практически не возможно – пленка будет смесью веществ: кадмия теллурида и теллура. Для предотвращения неконтролируемого обеднения пленок системы Cd-Te на кадмий во время паузы импульсного тока накладывали катодную поляризацию при потенциале –1 В. Полученные пленки обладают оптической чувствительностью в более широком диапазоне световых волн, чем чистый кадмия теллурид за счет образования энергетических уровней, обусловленных вакансиями кадмия. Эффективность полученных пленок подтверждена их высокими значениями фототока и количества электричества, которое они производят. На основе полученных результатов разработана схема получения тонких поликристаллических полупроводниковых пленок CdTe импульсным электролизом из диметилсульфоксидних растворов. Ее технико-экономический анализ показал, что низкие энергетические затраты процесса, невысокая стоимость и большая скорость нанесения покрытия обеспечивают высокую конкурентоспособность предложенного процесса. Thesis for getting the Candidate of Technical Sciences degree in the specialty 05.17.03 – Technical Electrochemistry. – National Technical University of Ukraine "Kyiv Polytechnic Institute", Kyiv, 2010. The thesis is devoted to developing the scientific and technological foundations of electrolytic polycrystalline semiconductor films of CdTe with a high quality conversion of solar energy to electricity. Found that a semiconductor film of CdTe is possible obtained by electrochemical codeposition from dimethylsulfoxide solutions of salts: CdCl2 and TeCl4. Revealed that the overall speed of cadmium and tellurium codeposition is higher, than the sum of partial reaction speeds due to cadmium underpotential deposition. Cadmium and tellurium codeposition from dimethylsulfoxide solutions by pulse electrolysis is accompanied by tellurium cementation. The obtained films of CdTe show optical sensitivity in a wider range of light waves than pure cadmium telluride. The developed technological layout of thin polycrystalline films of CdTe by pulse electrolysis from dimethylsulfoxide solutions, feasibility study which has proved its economic efficiency. |
|
| Publisher |
НТУУ "КПІ"
|
|
| Date |
2011-03-15T09:49:19Z
2011-03-15T09:49:19Z 2010 |
|
| Type |
Thesis
|
|
| Identifier |
http://library.kpi.ua:8080/handle/123456789/736
|
|
| Language |
uk
|
|