Saparbaev Aziz Adamovichning
fan doktori (DSc) dissertatsiyasi himoyasi haqida e’lon
I. Umumiy ma’lumotlar.
Dissertatsiya mavzusi, ixtisoslik shifri (ilmiy daraja beriladigan fan tarmog‘i nomi): “Fullerensiz polimer akseptorlar asosidagi quyosh elementlarning optik spektroskopiyasi”, 01.04.05 - Optika (fizika-matematika fanlari).
Dissertatsiya mavzusi ro‘yxatga olingan raqam: B2024.4.DSc/FM285.
Ilmiy maslahatchi: Zaxidov Erkin Agzamovich, fizika-matematika fanlari doktori, professor.
Dissertatsiya bajarilgan muassasa nomi: U.A. Arifov nomidagi Ion-plazma va lazer texnologiyalari instituti.
IK faoliyat ko‘rsatayotgan muassasa nomi, IK raqami: Ion-plazma va lazer texnologiyalari instituti, DSc.02/30.12.2019.FM/T.65.01.
Rasmiy opponentlar:
Maxmanov Urol Qudratovich, fizika-matematika fanlari doktori, professor,
Absanov Axmad Abdusattorovich, fizika-matematika fanlari doktori, dotsent,
Shaislamov Ulugbek Alisherovich, fizika-matematika fanlari doktori, dotsent,
Yetakchi tashkilot: Chirchiq davlat pedagogika universiteti.
Dissertatsiya yo‘nalishi: nazariy va amaliy ahamiyatga molik
II. Tadqiqotning maqsadi: Yangi donor va fullerensiz akseptor polimerlarning optik va strukutraviy xossalarini, donor va fullerensiz akseptor polimerlar bilan turli sharoitda olingan faol qatlamlarning optik va struklturaviy xusussuyatlarini optimallashtirish orqali PQElarning samaradorligini oshirish uchun fizikaviy omillarni aniqlashdan iborat.
III. Tadqiqotning ilmiy yangiligi:
D18 asosida sintez qilib olingan yangi D18-R seriyali donor polimerlarning eritma holatidagi va yupqa qatlam holatidagi tadqiqot namunalarining yutilish spektri orqali, yutilish spektri intensivligi va yutilish to‘lqin uzunligi sohasini o‘zgartirmasdan strukturasini o‘zgartirish mumkinligi ko‘rsatildi;
ilk marta yangi D18-R seriyali donor polimerlar bilan fullerensiz akseptor L8-Bo asosida hajmiy geterostrukutrali faol qatlamlar olindi. D18-R seriyali yangi donor polimerlar D18 donor polimerga nisbatan optik xossalari va fotovoltaik parametrlari bo‘yicha ham samarali ekanligi ko‘rsatildi;
ilk bora yangi donor polimerlar va fullerensiz akseptor bilan olingan hajmiy geterostrukturali faol qatlamlar asosida shisha/ITO/PEDOT:PSS/faol qatlam/PDINN/Ag arxitekturadan iborat PQElar namunalari tayyorlandi. Shuningdek, ushbu PQElar yuqori fotovoltaik qiymatlarga erishish uchun donor va akseptor massa ulushlari nisbatini, qo‘shimcha erituvchilar turi va miqdori, termik ishlov berish jarayonidagi optimal haroratlar aniqlandi;
gibrid yon zanjir muhandisligi usulida olingan D18-R seriyali donorlarning yutlish spektri to‘lqin uzunligi sohasini va intensivligi samaradorligini kamaytirmasdan, yutilish koeffisentinini va diapazonini o‘zgartirmasdan ochiq zanjir kuchlanishi (Voc) qiymatini pasaytirmasdan yuqori tok kuchi zichligi (Jsc ) qiymatiga erishish mumkinligi polimerlarning optik va fotvoltaik natijalari orqali ko‘rsatildi.
ilk bora fullerensiz akseptor Y6 asosida yangi turdagi Y-C5Ch va Y-ChC5 fullerensiz akseptorlar asosida PM6:Y6, PM6:Y-C5Ch va PM6:Y-ChC5 faol qatlamlarning zaryad tashiluvchanligi va eksitonlar hosil bo‘lishi samaradorliklari fotolyuminessensiya xossalari orqali tadqiq qilindi. Yangi fullerensiz akseptorlar asosidagi faol qatlamlar strukturasini optimallashtirish hamda fullerensiz akseptorlarning eksitonlar bog‘lanish energiyasini kamaytirish orqali PQElarning samaradorligini va termal barqarorligini yaxshilashga erishildi;
ilk bora yangi fullerensiz Y-ChC5 akseptorning eksiton bog‘lanish energiyasini kamayishi natijasida PQElarda yuqori samarali zaryadni ajratish, tashish va yig'ish jarayonlarining samaradorligini oshirish mumkinligi ko‘rsatildi va tashqi kvant samaradorligi 95% dan yuqori va eng maksimal 19,1% energiya o‘zgartirish samaradorligiga erishildi;
PBB-SD va Y6 fullersiz akseptorlar asosida qatlamma qatlam va hajmiy getereostrukturali faol qatlamlarning optik xossalarini hajmiy getereo strukturali faol qatlam bilan solishtirganda, qatlamma qatlam strukturaga ega faol qatlamning yutilish spektri biroz qizil siljishga ega ekanligini, bu siljish esa Y6 fullernsiz akseptorning yaxshilangan molekulyar tartibini namoyish etishi va o‘z navbatida zaryad o‘tkazishni yaxshilab, qatlamma qatlam strukturali faol qatlamlarda tok kuchining oqimining kuchayishiga ijobiy ta’sir ko‘rsatishi aniqlandi;
Y6 fullerensiz akseptorni strukturaviy o‘zgartirishlar orqali eksiton bog‘lanish energiyasini kamaytirish mumkinligi, erituvchilarda eruvchanlik darajasini va optik xususiyatlarini yanada takomillashtirish mumkinligini yutilish va fotolyuminessensiya spektr natijalari orqali ko‘rsatildi.
IV. Tadqiqot natijalarining joriy qilinishi.
Nano energy 101 (2022-yil) jurnalida nashr qilingan “Hammer throw-liked hybrid cyclic and alkyl chains: A new side chain engineering for over 18% efficiency organic solar cells” mavzusidagi maqolamizdagi tadqiqot natijalarimiz nufuzli xorijiy jurnallarda nashr etilgan ushbu (Energy &Environmental Science, 2024, 17, 1916, Advanced Materials 34(33), 2022, pp. 2204718, Advanced Materials 35(10), 2023, pp. 2210760, IF=25,81; Advanced Functional Materials, 33(28), 2023, pp. 2215204, IF= 18,5; IF=25,81; Energy & Environmental Science 16, 2023, pp. 3416-3429 IF= 32,4;) jurnallarda qo‘shimchalarni qo‘shish massa ulushlari, moslashuvchanlikning optimal muvozanati bilan tavsiflangan molekulyar struktura hamda uning qo‘shimcha sifatida faol qatlam ichidagi eksiton diffuziyasi va dissotsiatsiya xususiyatlariga ta'siri o‘rganilgan fizikaviy jarayonlarni tushuntirish imkonini bergan.
Advanced Materials jurnalidagi iqtibosda, donor material uchun D18 va akseptor material uchun L8-BO to‘g‘ri tanlanganligi va bu qatlamlarning yutilish sohasini, spekrt kengligini tushuntirish va izohlash uchun foydalangan.
Keyingi iqtiboslarda shuningdek, donor polimerlari uchun kengaygan taqiqlangan soha energiyalari yoki LUMO energiya darajasining oshishi kuzatilganligi, siklogeksanga asoslangan alkil guruhidan Y6 hosilalari uchun ichki yon zanjir sifatida foydalanish mumkinligi tushuntirilgan.
ACS Applied Materials & Interfaces (2021-yil) jurnalida nashr qilingan “Benzobis(Thiazole)-Based Conjugated Polymer with Varying Alkylthio Side-Chain Positions for Efficient Fullerene-Free Organic Solar Cells” maqolamizda keltirilgan tadqiqot natijalarimiz nufuzli xorijiy jurnallarda nashr etilgan ushbu (Advanced Materials 36, 3 2024, pp. 2306990, IF=25,81; ACS Applied Materials & Interfaces 15, 24, 2023, pp. 29643–29652, IF= 8,5; Chinese Journal of Polymer Science 40, 2022, pp.147–156, IF= 4,1; International Journal of Quantum Chemistry 124, (1) 2024, pp. e27254, IF= 2,3;) maqolalarda BTZ birikmalari ko‘pincha kuchli intermolekulalararo π-π bog‘lam o‘zaro taʻsirini ko‘rsatadi va uzoq masofali tartiblanganligini, polimer quyosh elementi qurilmalarida nisbatan kam energiya yo‘qotilishi va yuqori samaradorlik bo‘yicha tadqiqot natijalarini olishda va tushuntirishda foydalanilgan.
Keyingi iqtiboslarda polimer quyosh elementlarning (PQE) ishlashi yangi yorug‘lik yig‘uvchi materiallarning so‘nggi rivojlanishi tufayli sezilarli darajada yaxshilanganligini hamda PQElarda n-tipli materiallar sifatida qo‘llaniladigan ITIC va Y6 kabi fulleren bo‘lmagan tuzilmali akseptorlar p-tipli konjugatsiyalangan polimerlar bilan qo‘shimcha yutilishni taʻminlashi va yorug‘lik energiyasini maksimal darajada elektr energiyasiga aylantirib berishini tushuntirishda qo‘llanilgan.
Keyingi iqtiboslarda p-konjugatsiyalangan polimerlarning bir turi sifatida donor(D)-akseptor(A) polimerlari polimer zanjirlarida ham elektron, ham kovak tashuvchi tuzilmalarga ega ekanligi, bu esa optik-elektron qurilmalarda zaryad tashish samaradorligini samarali oshirishda tadqiqotlarida foydalanilgan.
Aggregate (5) 2024-yil jurnalida nashr qilingan “Steric hindrance induced low exciton binding energy enables low-driving-force organic solar cells” mavzusidagi maqolamizdagi tadqiqot natijalarimiz nufuzli xorijiy jurnallarda nashr etilgan ushbu (Des and Pigmens 237 (2025) pp.112713, IF=4,1; Physica B: Condensed Matter, 701 (2025) pp. 416952, IF= 2,8; Polymer Chemistry 2025, 16, pp. 475–483, IF=4,1; Solar RRL 2025, pp. 1-9, IF= 6;) eksitonlarning bog‘lanish energiyasini pasaytirish orqali eksitonlarning erkin zaryad tashuvchilarga termal dissotsiatsiyasini osonlashtiradi, bunda zaryadni ajratish va tashishni ortadi, bu esa o‘z navbatida fotovoltaik qurilmalar va polimer quyosh elementlarida energiya o‘zgartirish samaradorligini oshirshda foydalanilgan.
Keyingi iqtiboslarda g‘alayonlangan eksitonlar akseptorda zaryad tashuvchilarga ajralishi bilan akseptordan D18-Cl donorga kovaklar tez uzatilishi, donor polimerining yutilish sohasi o‘rta diapazonda va fullerensiz akseptorlar qisqa to‘lqin diapazonida yorug‘likning yutilishini sezilarli darajada oshirdi va energiya yo‘qotilishini kamaytirdi, bu esa energiya o‘zgartirish samaradorligini 20% dan oshishiga olib kelishini tushuntirishda foydalangan.