Проведены теоретические исследования распределения температуры при лазерном нагреве пленки прекурсора TiO2 на поверхности FTO/стеклянной подложки. Моделирование осуществлялось на основе численного решения уравнения теплопроводности в программе Matlab для определения плотности энергии лазерного излучения необходимой для кристаллизации TiO2. Показано, что на поверхности прекурсора TiO2 температура достигает максимального значения в момент времени 133 нс при Гауссовой временной форме лазерного импульса. Оптимальная плотность энергии для кристаллизации пленки прекурсора TiO2 при использовании наносекундной длительности импульса составляет 1,3-1,6 Дж/см2, когда температура по толщине пленки соответствует 400-500 °C. Полученные результаты моделирования согласуются с экспериментальными исследованиями.

Ключевые слова: численное моделирование, лазерный нагрев, распределение температуры, пленка TiO2, солнечный элемент

01.04.10 - Физика полупроводников , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника на квантовых эффектах

Нанокристаллические пленки TiO2 используются в качестве прозрачного слоя n-типа проводимости в перовскитовых солнечных элементах. В работе представлено численное диффузионно-дрейфовое моделирование процессов переноса и накопления носителей заряда в гетероструктуре TiO2 / перовскит / полупроводник p-типа. В основу моделирования положена стационарная физико-топологической модель, базирующаяся на диффузионно-дрейфовой системе уравнений полупроводника и позволяющая моделировать перовскитовые солнечные элементы с различными электрофизическими и конструктивно-технологическими параметрами. Получены фотоэлектрические характеристики данных солнечных элементов и построена зависимость коэффициента полезного действия от толщины пленки TiO2. Установлено, что оптимальная толщина пленки TiO2 составляет 50-100 нм, что способствует повышению коэффициента полезного действия перовскитовых солнечных элементов.

Ключевые слова: Cолнечный элемент, тонкая пленка, диоксид титана, p-i-n структура, численное моделирование

01.04.10 - Физика полупроводников , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника на квантовых эффектах

Разработана численная модель лазерного отжига пленки TiO2 на TCO (прозрачный проводящий оксид, SnO2:F) / стеклянной подложке излучением с длиной волны 1064 нм (Nd:YAG лазер) с целью её кристаллизации и использования в перовскитовых солнечных элементах. В процессе моделирования использовался численный метод конечных разностей для решения системы одномерных нестационарных дифференциальных уравнений теплопроводности. В результате моделирования процесса лазерного отжига получено распределение температуры в структуре TiO2 / TCO / стеклянная подложка от различной мощности лазерного излучения. Показано, что высокой мощности лазерного излучения (30-100 Вт) достаточно для эффективного перехода металлоорганического прекурсора TiO2 в кристаллическую фазу анатаза TiO2 (температура перехода составляет 400-600 °С) в течение короткого периода времени (60 сек.) за счёт прямого поглощения фотонов лазерного излучения.

Ключевые слова: Численное моделирование, лазерный отжиг, пленка TiO2, уравнение теплопроводности, солнечный элемент

01.04.07 - Физика конденсированного состояния , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В условиях снижения расходов  сточных вод фактические величины минимальных скоростей   не обеспечивают   самоочищения сетей водоотведения. С целью определения  коэффициента шероховатости в лотках труб проведены исследования на заиленных участках  действующих коллекторов разных диаметров и материалов. Описана методика и приборы исследований. Полученные данные позволили с достаточной достоверностью установить значения коэффициента шероховатости донных отложений коллекторов 

Ключевые слова: водоотводящая сеть, скорость самоочищения, коллектор , шероховатость , донные отложения

05.23.04 - Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов

В модельном аэротенке и опытно-промышленных условиях показана эффективность применения керамических аэраторов из туфа артикского месторождения республики Армения и определены технологические параметры   биологической и окислительной очистки сточных вод в непрерывном  и прерывистом режимах  аэрации  

Ключевые слова: аэраторы из туфа, непрерывный и прерывистый режим аэрации, артикское месторождения, биологическая и окислительная очистка, сточные воды, технологические параметры

05.23.04 - Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов

Статья посвящена изучению технологических параметров водоструйного аэратора, применяемого для насыщения воды кислородом на очистных сооружениях. В статье описаны методы исследования, в частности рассмотрена  возможность использования компьютерного моделирования для исследования водоструйных аэраторов с помощью программного комплекса ANSYS 11.
Ключевые слова: Водоструйный аэратор, очистные сооружения, компьютерное моделирование,  струйная аэрация.

Ключевые слова:

05.23.04 - Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов

Сведения об авторах выпуска №2 за 2012 год

Ключевые слова: авторы