تمت بعون الله تعالى مناقشة رسالة طالب الدكتوراه علي حسين عبد الرزاق من قسم الفيزياء وذلك يوم الخميس الموافق 30/4/2015 على قاعة المرحوم الاستاذ سالم عبد الحميد في القسم , عن اطروحته الموسومة:
تحضير أغشية (CIGS) الرقيقة كطبقة ماصة في الخلايا الشمسية
وقد تالفت لجنة المناقشة من الأساتذة الأفاضل:
1–أ.د عليةعبد المحسن شهاب كليةالتربية للعلوم الصرفة / ابن الهيثم – قسم الفيزياء رئيساً
2-أ.م.د كريم علي جاسم كليةالتربية للعلوم الصرفة / ابن الهيثم – قسم الفيزياء عضواً
3-أ.م.د إيمان مزهر ناصر كلية العلوم / جامعة بغداد – قسم الفيزياء عضواً
4-أ.م.د صلاح قدوري هزاع كليةالتربية / الجامعة المستنصرية – قسم الفيزياء عضواً
5-أ.م.د بتول درعم بلاوة كلية العلوم / الجامعة المستنصرية – قسم الفيزياء عضواً
6-أ.م.د إيمان حميد خضير كليةالتربية للعلوم الصرفة / ابن الهيثم – قسم الفيزياء مشرفاً
7-أ.م.د بشرى كاظم حسون كلية التربية للعلوم الصرفة / ابن الهيثم– قسم الفيزياء مشرفاً
حُضرت في هذا البحث سبائك للمركب الرباعي (CIGS) على وفق الصيغة الكيميائية(CuIn1-xGaxSe2) لقيم مختلفة لـ (x) ، (x=0.3, 0.6, 0.9) ، وبإجراء فحوصات حيود الأشعة السينية لمساحيقالسبائك الثلاثة المحضرة تبين أنها تمتلك تركيبا متعدد التبلور من النظام البلوري الرباعي (Tetragonal) مع هيمنة الاتجاه (112) ، وانه يحصل زيادة في الحجم الحبيبي مع زيادة نسبة عنصر الكاليوم (Ga content(x)).تم ترسيب أغشية (CIGS) من السبائك المحضرة وبأسماك مختلف (500,1000,1500,2000nm)باعتماد تقانة التبخير الحراري في الفراغ عند درجةحرارة الغرفة على قواعد من الزجاج لدراسة الخصائصالتركيبية والبصرية والكهربائية وعلى قواعد سليكونية لتصنيع الخلايا الشمسية بمعدلترسيب (3 nm sec-1).
بينت نتائج حيود الأشعة السينية أن لأغشية (CIGS) تركيبا عشوائيا، اعتمدت تقانة (AFM) لدراسة طوبوغرافية السطح وتحديدخشونة السطح، بينت النتائج انه بزيادة سمك الغشاء و زيادة نسبة الخلط (x) يزدادتجانس السطح نتيجة لزيادة الحجم الحبيبي الذي يؤدي لنقصان الحدود الحبيبية .
أوضحت قياسات الخواص البصرية أن أغشية (CIGS) ذات امتصاصية عالية للأطوال الموجيةفي المنطقة المرئية (400-700nm) . وتمحساب فجوة الطاقة ذات الانتقال المباشر المسموح، وان قيمة هذه الفجوة تتزايد مع تزايدكل من ((x والسمك، حيث ازدادت من (1.84 eV) إلى (2 eV) بزيادة السمك من (500nm)إلى (2000nm)للنسبة (x=0.6) على التوالي، ومن (1.825 eV ) إلى (2.42 eV) بتغيرنسبة الخلط من (x=0.3) إلى (x=0.9) لسمك (t=500nm) على الترتيب، تم حساب الثوابتالبصرية والتي اشتملت: معامل الامتصاص، معامل الانكسار، معامل الخمود وثابت العزل بجزأيهالحقيقي والخيالي كدوال لطاقة الفوتون، وكذلك تم حساب عرض الذيول للحالات الموضعية .
وأظهرت قيـاسات الخصائص الكـهربائية لأغشية (CIGS) أنالأغشية كافة تمتلك آليتين للانتقال الالكتروني، أي طاقـتي تنشيط، طاقة التنشيط الأولى ضمن المدى الحراري(278-393K) ، وطاقةالتنشيط الثانية للمدى الحراري (403-473K) ، وبينت نتائج تأثير هول أن الأغشية كافة هي من النوع (P-type) ، وان معامل هول يقل بزيادة السمك، وان تركيزحاملات الشحنة يزداد بزيادة كل من السمك والنسبة (x) .
في هذا البحث تم تصنيع خلية شمسية من المفرق الهجين (p-CIGS/n-Si) المحضر من ترسيب أغشيةمن سبائك المركب (CIGS) المحضرةبأسماك مختلف باعتماد تقانة التبخير الحراري في الفراغ بنسب خلط مختلفة على قواعد سليكونيةأحادية البلورة باتجاهية (111) من النوع (n-type) .
أظهرت خصائص (تيار-جهد) في حالة الإضاءة أن الخلية الشمسية ذات المواصفات (x=0.6,t=500nm) تمتلكأعلى قيم للكفاءة من بين النماذج المحضرة بنسبواسماك مختلفة، إذ بلغت الكفاءة التحويلية (η=7.5%) وعندما طليت هذه الخلية بطبقة مانعة للانعكاسمن مادة (TiO2) ارتفعتلتبلغ (η=8.75%) ، ومننتائج قياسات (تيار-جهد) في حالة الظلام تم حساب معامل المثالية للمفارق الهجينة، وبلغ(1.51) للخلية الشمسية ذات المواصفات (x=0.6,t=500nm). وبينت نتائج قياسات (سعة – جهد)أن المفرق المصنع هو من النوع الحاد، ولوحظ تناقص السعة بزيادة كل من جهد الانحيازالعكسي والسمك في حين يزداد عرض منطقة النضوب وقيمة جهد البناء الداخلي بزيادة السمك .
بإمكان الخلية الشمسية المحضرة والمطلية بطبقة من مادة مضادةللانعكاس (ARC) تجهيزالدائرة الكهربائية بـ(3.44mWatt) كأعظمقدرة ممكنة تحت إضاءة (1.5AM) بدرجةحرارة الغرفة (R.T.) .
وأخيرا تم في هذه الدراسة رسم مخطط حزم الطاقةلتوضيح تفصيلات حزم الطاقة لمادتي المفرق قبل الاتصال وبعده.
وحضر المناقشة جمع طيب من اساتذة قسم لفيزياء يتقدمهمالسيد رئيس القسم أ.م.د.محمد عبد النبي ,كما حضر المناقشة جمع غفير من طلبةالدراسات العليا وذوي الطالب والمهتمين بالموضوع .
تمنياتنا للطالب بدوام الموفقية والنجاح.
