Приблизиться к решению этого вопроса удалось выпускнице Института физики Казанского университета Диляре Тимеркаевой во время работы в университете Джозефа Фурье (Гренобль, Франция).
Окончив университет и поступив в аспирантуру КФУ, Диляра также узнала о вакансии аспиранта в университете Джозефа Фурье (Гренобль, Франция). «Я написала им о своем желании занять эту позицию, меня пригласили на собеседование и поддержали мою заявку. Так я была командирована от КФУ во Францию и стала работать в Центре атомной энергетики и альтернативных источников энергии в лаборатории численного моделирования. Моим научным руководителем с французской стороны стал исследователь Паскаль Поше (Dr. Pascal Pochet)», - рассказала Диляра.
Здесь она начала заниматься исследованием дефектов кремния, изучать на атомарном уровне свойства кристаллического кремния с большим количеством примесей, а также взаимодействие этих примесей внутри кристаллов и формирование комплексов дефектов. Однако, по замечанию Диляры, в плане методов она продолжила то, чем занималась еще в Казанском университете: «Я использовала метод функционала плотности – один из основных методов расчёта электронной структуры систем многих частиц, навыки работы с которым я приобрела в лаборатории компьютерного дизайна новых материалов КФУ под руководством профессора Дмитрия Таюрского. Но, в целом, пришлось работать с совершенно другими системами: если раньше в сферу моих научных интересов входили нанотрубки, то теперь — примесные и структурные дефекты кремния, их формирование, эволюция и влияние на свойства этого вездесущего полупроводника».
«В целом мое исследование было напрямую связано с микроэлектроникой и фотовольтаикой – научным направлением, занимающимся изучением фотоэлектрических преобразователей солнечной энергии. Сама я теоретик - еще будучи студенткой Казанского университета занималась численными исследованиями, поэтому мне, конечно же, пришлось взаимодействовать с разными экспериментальными группами», - рассказала Диляра.
Как она отметила, в целом перед учеными стояла задача – найти способ предотвращения старения солнечных батарей. Дело в том, что максимальная эффективность кремния 25 %, то есть из всего солнечного света, который падает на кремний, только четверть можно произвести в электричество, а вот кремний с примесями, конечно, более дешевый, но и эффективность его не более 16 %. «Но проблема даже не в этом, - пояснила Диляра. – А в том, что эффективность кремния, в котором есть примеси бора, кислорода, со временем падает: за два года теряется около 2 %, то есть в целом солнечная батарея теряет около 5 – 10 % энергии».
По ее замечанию, исследования в этой области проводились и ранее, но ей и ее коллегам удалось продвинуться дальше и понять, почему взаимодействие кислорода и кремния происходит очень быстро: «Нам удалось объяснить аномально ускоренную диффузию кислорода в кремнии легированным элементами p-типа. Аномалия уже несколько лет наблюдалось экспериментально, но понять природу и причины такого явления удалось лишь с помощью атомных симуляций из первых принципов». Диляра отмечает, что это еще один небольшой шаг в решении вопроса о предотвращении старения солнечных батарей, а результаты работы были опубликованы в ведущих мировых журналах
Сейчас Диляра планирует возращение в родную alma mater: «Я устраиваюсь на должность ассистента в Институт физики КФУ.