Модели масштабирования электрических свойств фото- и бета-преобразователей с наногетеропереходами

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Предложена методология и рассмотрено компьютерное моделирование масштабирования электрических свойств наночипов-генераторов полупроводникового преобразователя энергии на основе наноразмерных контактных гетеропереходов для обеспечения максимальной мощности. Вариант оптимизации решения масштабирования представляется соединением наногетеропереходов с увеличением плотности тока неравновесных носителей и напряжения холостого хода. Представлена обобщенная эквивалентная схема для различных вариаций внутренних свойств и идентификации экспериментальных данных. Проанализировано влияние вида масштабирования и параметров моделей.

Об авторах

Михаил Вячеславович Долгополов

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева; Самарский государственный технический университет

Email: mikhaildolgopolov68@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-8725-7831

кандидат физико- математических наук, доцент; доцент кафедры высшей математики Самарского государственного технического университета; заведующий совместной с РАН научно- исследовательской лабораторией математической физики, доцент кафедры общей и теоретической физики Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королева

Россия, Самара; Самара

Максим Вячеславович Елисов

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева

Email: maksimelisov2003@gmail.com
ORCID iD: 0009-0001-3097-2703

студент Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королева

Россия, Самара

Сали Аширович Раджапов

Физико-технический институт Научно-производственного объединения «Физика-Солнце» Академии наук Республики Узбекистан

Email: rsafti@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4615-027X

доктор физико-математических наук; главный научный сотрудник лаборатории «Полупроводниковые высокочувствительные датчики» Физико-технического института Научно-производственного объединения «Физика-Солнце» Академии наук Республики Узбекистан

Узбекистан, Ташкент

Александр Сергеевич Чипура

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева

Автор, ответственный за переписку.
Email: al_five@mail.ru
ORCID iD: 0009-0004-0425-0653

магистрант Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королева

Россия, Самара

Список литературы

  1. Имамов Э.З., Муминов Р.А., Рахимов Р.Х. Анализ эффективности солнечного элемента с наноразмерными гетеропереходами // Computational Nanotechnology. 2021. Т. 8. № 4. С. 42–50.
  2. Haken H. Synergetics. Berlin-Heidelberg: Springer, 1977.
  3. Shchukin V.A., Ledentsov N.N., Kopev P.S., Bimberg D. Spontaneous ordering of arrays of coherent strained islands // Phys. Rev. Lett. 1995. Vol. 75. No. 16. Pp. 2968–2971.
  4. Леденцов Н.Н., Устинов В.М., Иванов С.В. и др. Упорядоченные массивы квантовых точек в полупроводниковых матрицах // УФН. 1996. Т. 166. № 4. С. 423–428.
  5. Имамов Э.З., Муминов Р.А., Рахимов Р.Х. и др. Моделирование электрических свойств солнечного элемента с многими наногетеро-переходами // Computational Nanotechnology. 2022. Т. 9. № 4. C. 70–77.
  6. Чепурнов В.И., Раджапов С.А., Долгополов М.В. и др. Задачи определения эффективности для микроструктур SiC*/Si и контактообразования // Computational Nanotechnology. 2021. № 3. С. 59–68.
  7. Долгополов М.В., Чепурнов В.И., Пузырная Г.В. и др. Экспериментальное исследование полупроводниковых структур источника питания на углероде-14 // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2019. Т. 22. № 3. С. 55–67.
  8. Физика полупроводниковых преобразователей / под ред. акад. РАН, проф. А.Н. Саурова, чл.-корр. АН Татарстана, проф. С.В. Булярского. М.: РАН, 2018. 280 с.
  9. Раджапов С.А., Раджапов Б.С., Джанклич М. и др. Полупроводниковые детекторы ядерного излучения на основе гетеропереходных структур Al–αGe–pSi–Au для измерения малоинтенсивных ионизирующих излучений // Computational Nanotechnology. 2018. № 3, С. 65–67.
  10. Akimchenko A., Chepurnov V., Dolgopolov M. et al. Betavoltaic device in por-SiC/Si C-Nuclear Energy Converter // EPJ Web of Conferences. 2017. Vol. 158.
  11. Цой Б. Патент в Евразийском патентном ведомстве (EP2405487 A1. 08.30.2012).
  12. Цой Б. Патент во всемирной организации интеллектуальной собственности (№ WO 2011/040838 A2 07.04.2011).
  13. Пикус Г.Е. Основы теории полупроводниковых приборов М.: Наука, 1965. 448 с.
  14. Rawa M., Calasan M., Abusorrah A. et al. Single diode solar cells–improved model and exact current–voltage analytical solution based on Lambert’s W function // Sensors. 2022. No. 22. P. 4173.
  15. Гурская А.В., Долгополов М.В., Раджапов С.А., Чепурнов В.И. Контакты для SiC-преобразователей в диапазоне нано-микроватт // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3. Физ. Астрон. 2023. № 1. C. 2310103.
  16. Чепурнов В.И., Гурская А.В., Долгополов М.В., Латухина Н.В. Способ получения пористого слоя гетероструктуры карбида кремния на подложке кремния. Патент № 2653398, получен 18.05.2018, приоритет 19.07.2016.
  17. Долгополов М.В, Сурнин О.Л., Чепурнов В.И. Устройство генерирования электрического тока посредством преобразования энергии радиохимического бета-распада С-14. Патент РФ № 2714690, опубл. 19.02.2020. Бюл. № 5.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Общая эквивалентная трехдиодная схема фото-бета-вольтаического элемента с НГП и эффективными сопротивлениями. Условия описания и формулы масштабирования элемента приведены в тексте

Скачать (38KB)
Метаданные
3. Рис. 2. ВАХ для одно-, двух- и трехдиодной моделей

Скачать (83KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Схема масштабирования ПП с НГП

Скачать (51KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Зонная энергетическая диаграмма стека с источником инжекции неравновесных носителей и контактной металлизацией

Скачать (65KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Графики ВАХ для общей эквивалентной одно-трехдиодная схем фотобетавольтаического элемента с НГП и эффективными сопротивлениями в логарифмическом масштабе по вертикальной оси тока

Скачать (268KB)
Метаданные
7. Рис. 6. ВАХ и ВВХ для общей эквивалентной одно-трехдиодной схем фотобетавольтаического элемента с НГП и эффективными сопротивлениями в безразмерных единицах

Скачать (115KB)
Метаданные


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».