Аппазов Едуард Сейярович. Термофотовольтаїчні перетворювачі випромінювання високотемпературних технологічних процесів : Дис... канд. наук: 05.27.06 - 2006.
Анотація до роботи:
Аппазов Е.С. Термофотовольтаічні перетворювачі випромінювання високотемпературних технологічних процесів. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.27.06 – Технологія, обладнання та виробництво електронної техніки, Інститут фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова НАН України, Київ, 2006.
Дисертація присвячена дослідженню процесу ТФВ – генерування для створення високоефективних ТФВ – систем, що дозволили б утилізувати непродуктивні викиди тепла високотемпературних технологічних процесів в атмосферу. Розроблено алгоритм програми, що дозволяє на попередньому етапі проектування визначити основні параметри матеріалу, оцінити вихідні характеристики ТФВ – перетворювачів при відомих умовах експлуатації. Запропоновано використання InN для виробництва ТФВ – перетворювачів. За допомогою програми зроблена оцінка його ефективності і показані переваги перед GaSb – традиційним матеріалом для термофотовольтаїки.
Розроблено стенд для контролю параметрів ТФВ – перетворювачів. Проведено вимірювання тестового зразка ТФВ – перетворювача на основі GaSb та показано відповідність експлуатаційних характеристик з розрахунковими даними. Показано задовільну узгодженість отриманих даних із вимірами на устаткуванні інших типів.
Розроблено математичну модель фізичного процесу та створено комп’ютерну програму, що дозволяє розраховувати основні вихідні характеристики ТФВ – перетворювачів в залежності від характеристик матеріалу та умов експлуатації.. На основі результатів дослідження процесів випромінювання реальних тіл додані уточнення в математичну модель процесу ТФВ – перетворення, зокрема, спектральні залежності коефіцієнта пропускання спектрального фільтра, Uрк, Iф, к.к.д. ТФВ - перетворювачів.
Розроблено та виконано метрологічну атестацію вимірювального стенду, здатного підтримувати температуру перетворювача, що тестується, в межах 100 – 400 К та відхилення максимуму спектра випромінювання ± 0,012мкм при визначенні навантажувальних характеристик ТФВ – перетворювачів. Конструкція захищена Патентом України. Методика вимірювання впроваджена на ДП “Дніпро-напівпровідники” в експериментальному виробництві.
На основі комплексного аналізу особливостей процесів теплообміну випромінюванням запропоновано та захищено Патентом України оптимальне для систем утилізації ІЧ – випромінювання взаєморозташування елементів генератора - напівциліндр у напівциліндрі, завдяки якому забезпечується герметичність конструкції, спрощується монтаж на технологічному обладнанні та підвищується коефіцієнт опромінювання.
Запропоновано та захищено Патентом України застосування нітриду індію в якості матеріалу для ТФВ – перетворювачів. Використання ТФВ – перетворювачів на основі InN забезпечує переваги при підвищених температурах експлуатації перед відомими конструкціями ТФВ – перетворювачів із антимоніду галію.
Встановлено залежності основних характеристик перетворювачів від умов експлуатації. Значення для InN дорівнюють –1,45710-3 К-1, та –1,76610-3 К-1 при температурі 300К та 400К, відповідно, для джерела випромінювання з температурою 1973К. Температурні коефіцієнти для InN складають –1,25810-3 К-1 та –1,39710-3К-1 при температурі 300К та 400К, відповідно, для джерела випромінювання з температурою 1973К.
Показано, що конструкція тандемного ТФВ – перетворювача на основі CuInSe2 – InN має перспективи щодо використання в системах перетворення ІЧ – випромінювання технологічних процесів завдяки відносно малозатратній технології виготовлення та достатньо високій ефективності (к.к.д. = 25,5 %, питома потужність 3,2 Вт/см2 при Твипр=1900 К).
На основі експериментально визначених параметрів перетворювачів з GaSb та аналізу енергетичних та омічних втрат визначено вплив спектрального складу випромінювання та температури експлуатації на ефективність перетворення та підтверджено коректність розробленої математичної моделі.
Публікації автора:
Шутов С.В., Аппазов Э.С. Подбор оптимальных параметров материалов для термофотовольтаических преобразователей. // Петербургский журнал электроники. - 2002. - №2 (31). - С. 37 – 39.
Шутов С.В., Аппазов Э.С. О возможности использования инфракрасного излучения высокотемпературных технологических процессов. // Экотехнологии и ресурсосбережение. - 2003. - №2 - С. 75 – 77.
Андронова Е.В., Аппазов Э.С., Лисовой Б.В., Елисеев А.В., Марончук А.И. О применении фотовольтаических преобразователей в энергосберегающих системах. // Вестник Херсонского государственного технического университета. - 2002. - №3 (16). - С. 41 – 43.
Елисеев А.В., Шепель А.М., Самойлов Н.А., Аппазов Э.С. Контроль параметров омических контактов в процессе производства полупроводниковых приборов. // Вестник Херсонского государственного технического университета. - 2002. - №4(13). - С. 443 - 444.
Шутов С.В., Аппазов Э.С. Марончук А.И. Испытание фотоэлектрических преобразователей в условиях экстремальных температурных колебаний. // Автоматика. Автоматизация. Электротехнические комплексы и системы. - 2003. - №1(11). - С. 113 – 115.
Шутов С.В., Аппазов Э.С. О возможности применения нитрида индия в термофотовольтаике. // Письма в ЖТФ. - 2004. - Т.30, Вып.8. - С. 7-11.
Шутов С.В., Аппазов Э.С. Температурная стабильность ТФВ – преобразователей на основе InN. // Новые технологии. - 2004. - №3(6). - С. 72-75.
Шутов С.В., Аппазов Э.С. Практические исследования термофотовольтаических преобразователей. // Вестник Херсонского государственного технического университета. - 2004. - №2(20). - С. 306 - 309.
Шутов С.В., Аппазов Э.С. Марончук А.И., Самойлов Н.А. Методика испытания термофотовольтаических преобразователей. // Автоматика. Автоматизация. Электротехнические комплексы и системы. - 2004. - №2(14). - С. 269-272.
Аппазов Е.С., Шутов С.В., Грабовський А.В. ТФВ – преобразование. Комп’ютерна програма. Авторське право на твір. Свід. №6526, Україна. Заявлено 10.09.2002 р. Реєстрація 08.11.2002 р.
Шутов С.В., Марончук А.И., Аппазов Э.С. Измерение параметров фотовольтаических преобразователей в условиях экстремальных температурных колебаний. // Материалы международной конференции „Физика электронных материалов”. - 1-4 октября 2002 г. - Калуга. - С. 384 - 385.
Шутов С.В., Аппазов Э.С., Лисовой Б.В., Андронова Е.В. Тенденция применения термофотовольтаических преобразователей. // Труды 3-й международной научно – практической конференции “Современные информационные и электронные технологии”. - 21-24 мая 2002 г. - Одесса. - С. 220.
Лубяный В.З., Шутов С.В., Аппазов Э.С. Современные тенденции развития термофотовольтаики. // Сборник докладов 15–го международного симпозиума “Тонкие пленки в оптике и электронике”. - 21-26 апреля 2003г. - Харьков. - С. 259-262.
Шутов С.В., Аппазов Э.С. Учет параметров селективных фильтров при расчете к.п.д. ТФВ – преобразователя. // Матеріали ІХ міжнародної конференції “Фізика і технологія тонких плівок”. - Івано-Франківськ. - 2003. - Т.2. – С.204-205.
С.В. Шутов, Э.С. Аппазов, В.И. Шостак. Термостабильность эксплуатационных характеристик ТФВ – преобразователя на основе InN. // Труды 5-й международной научно – практической конференции “Современные информационные и электронные технологии”. - 17-21 мая 2004г. – Одесса. - С. 176.
S. Shutov, E. Appazov, V.Shostak. New application of InN. // InN, GaN, AlN and related materials, their heterostructures and devices. E-MRS Spreeng Meeting 2004.. May 24-28. – 2004. – Strasbourg. - L/PII.03.
S. Shutov, E. Appazov, V.Shostak. Maximum possibilities InxGa1-xN solid solution solar cells. // Abstract II Intern. Conf. оn Materials Science and Condensed matter Physics. - Sept. 21-26. 2004. - Chisinau. -p. 28.
