Resolving Protein Structure Dynamically

In this issue of Structure, Rajagopal et al. (2005) report further innovations in the X-ray diffraction analysis of the dynamical changes in protein conformation; they use these methods to resolve the light-activated changes in the conformation of Photoactive Yellow Protein. This approach allows a straightforward reinforcement of X-ray diffraction data with spectroscopic data

Розробка способу отримання модулю CdS/CdTe/Cu/Au на гнучкій підкладці, призначеного для резервного живлення систем попередження надзвичайних ситуацій

The study of methods for obtaining base layers of cadmium telluride for the creation of efficient solar cells on a flexible substrate, intended for backup power supply of security systems and facility control. Considering that the polyamide film is stable up to a temperature of 450 °С, the formation of the base layers of solar cells based on cadmium telluride on flexible polyamide substrates was carried out by the method of DC magnetron sputtering. Using the chosen method, experimental samples of micromodules on a flexible substrate with series-connected solar cells based on CdS/CdTe/Cu/Au were obtained. To understand the effect of the failure of one or more solar cells on the efficiency of the entire micromodule during operation, an analysis of the initial parameters and light diode characteristics of individual solar cells of micromodules was carried out. The design of the micromodules, in which the solar cells were connected in series, made it possible to separately measure their output parameters. It was found that the creation of a Cu/Au rear tunnel contact made it possible to obtain high values of the output parameters for individual solar cells, but the micromodule contains a limitation by a shunted solar cell. However, the greatest role in reducing the efficiency of the entire micromodule is played by ineffective absorption of radiation when passing through the polyamide film, which led to a decrease in the efficiency of the entire micromodule, in which there is a shunted element, to 3.9 %. The maximum efficiency of the obtained samples of micromodules was 5.3 %Проведено исследование методов получения базовых слоев теллурида кадмия для создания эффективных солнечных элементов на гибкой подложке, предназначенных для резервного электропитания систем безопасности и контроля объектов. Учитывая, что полиамидная пленка стабильная до температуры 450 ° С, формирования базовых слоев солнечных элементов на основе теллурида кадмия на гибких полиамидных подложках осуществлялось методом магнетронного распыления на постоянном токе. При использовании выбранного метода были получены экспериментальные образцы микромодулей на гибкой подложке с последовательно соединенными солнечными элементами на основе CdS / CdTe / Cu / Au. Для понимания влияния на эффективность всего микромодуля выхода из строя одного или нескольких солнечных элементов в процессе эксплуатации проведен анализ исходных параметров и световых диодных характеристик единичных солнечных элементов микромодулей. Конструкция микромодулей, в котором солнечные элементы соединялись последовательно, позволяла отдельно измерять их выходные параметры. Установлено, что создание туннельного тыльного контакта Cu / Au позволило получить высокие значения выходных параметров для отдельных солнечных элементов, но в составе микромодуля наблюдается ограничение зашунтированым солнечным элементом. Однако наибольшую роль в снижении коэффициента полезного действия всего микромодуля играет неэффективное поглощения излучения при прохождении через полиамидную пленку, что привело к снижению эффективности всего микромодуля, в котором имеется зашунтированный элемент до 3,9 %. Максимальная эффективность полученных образцов микромодулей составила 5,3 %Проведено дослідження методів отримання базових шарів телуриду кадмію для створення ефективних сонячних елементів на гнучкій підкладці, призначених для резервного електроживлення систем безпеки та контролю об’єктів. Враховуючи те, що поліамідна плівка стабільна до температури 450 °С, формування базових шарів сонячних елементів на основі телуриду кадмію на гнучких поліамідних підкладках здійснювалось методом магнетронного розпилення на постійному струмі. При використанні обраного методу були отримані експериментальні зразки мікромодулів на гнучкій підкладці з послідовно з’єднаними сонячними елементами на основі CdS/CdTe/Cu/Au. Для розуміння впливу на ефективність всього мікромодуля виходу з строю одного або декількох сонячних елементів в процесі експлуатації проведено аналіз вихідних параметрів і світлових діодних характеристик одиничних сонячних елементів мікромодулів. Конструкція мікромодулів, в якому сонячні елементи з'єднувалися послідовно, дозволяла окремо вимірювати їх вихідні параметри. Встановлено що створення тунельного тильного контакту Cu/Au дозволило отримати високі значення вихідних параметрів для окремих сонячних елементів, але у складі  мікромодуля спостерігається обмеження зашунтованим сонячним елементом. Однак найбільшу роль у зниженні коефіціента корисної дії всього мікромодуля відіграї неефективне поглинання випромінювання при проходженні через поліамідну плівку, що призвело до зниження ефективності всього мікромодуля, в якому наявний зашунтований елемент до 3,9 %. Максимальна ефективність отриманих зразків мікромодулів становила 5,3 

Деградація СЕ CdTe в процесі експлуатації: моделювання та експеримент

The mechanisms of CdTe SС degradation during operation are experimentally studied. Two mechanisms of degradation of such solar cells are identified. The first is the generation of defects in the transition region, which is caused by excess charge carriers and defects. The second is the increase in the back barrier. The study of the current-voltage and voltage-capacitance characteristics of solar cells allowed proposing a model of degradation of solar cells based on CdTe. It is found that the presence of copper in the back contact is associated with better initial efficiency, but also the fastest degradation during operation. In accordance with the proposed model, the occurrence of additional elementary defects as a result of dissociation of three types of point defect complexes (Cui+–2CuCd–)–, (VCd2––Cui+)–, (2CuCd––VTe+)– is explained. Shunting of the n-p heterojunction and phase transformations from the p+-Cu2-xTe side due to electrodiffusion of CuCd– with p-CdTe at the n-CdS/p-CdTe and p-CdTe/p+-Cu2-xTe boundaries is considered. On the other hand, the diffusion of Cui+ (interstitial copper) into the absorber volume is possible. Electrodiffusion of defects from heterojunctions to the absorber volume is possible, which leads to the compensation of effective acceptor centers and a decrease in the lifetime of minority charge carriers and, accordingly, a decrease in Jph. In addition, there is a growth of shunting metal chains along the longitudinal grain boundaries of p-CdTe between n-p and р-р+ heterojunctions and the possibility of appearance of high-resistance phases of the Cu-Te system. The proposed model explains the possibility of occurrence of the р+ –Cu2–δS phase on the CdS/CdTe boundary, which constrains the passage of the photoactive part of the solar spectrum in p-CdTeПутем экспериментальных исследований изучены механизмы деградации СЭ CdTe в процессе эксплуатации. Определены два механизма деградации таких солнечных элементов. Первый обусловлен генерацией дефектов в области перехода, которая вызвана избыточными носителями заряда и дефектами. Второй – ростом величины тыльного барьера. Исследование вольт-амперных и вольт-фарадных характеристик солнечных элементов позволили предложить модель деградации солнечных элементов на основе CdTe. Установлено, что наличие меди в составе тыльного контакта связано с лучшей начальной эффективностью,  однако и наиболее быстрой деградацией в процессе эксплуатации. В соответствии с предложенной моделью объясняется возникновение дополнительного количества элементарных дефектов как результат диссоциации трех видов комплексов точечных дефектов (Cui+–2CuCd-)-, (VCd2-–Cui+)-, (2CuCd-–VTe+)-. Рассмотрены шунтирование n-р гетероперехода и фазовые превращения из стороны p+ -Cu2-xTe за счет электродиффузии CuCd- с p-CdTe на границах  n-CdS / p-CdTe и p-CdTe / p + -Cu2-xTe. С другой стороны возможна диффузия Cui + (межузельная медь) в объем абсорбера. Возможна электродиффузия дефектов из гетеропереходов в объем абсорбера, что приводит к компенсации эффективных акцепторных центров и приводит к снижению времени жизни неосновных носителей заряда и соответственно к снижению Jф. Кроме того, наблюдается прорастание шунтирующих металлических цепочек по продольным межзеренным границам p-CdTe между n-р и р-р+ гетеропереходами и возможность возникновения высокоомных фаз системы Cu-Te. Предложенная модель объясняет возможность возникновения фазы р+ - Cu2-δS на грани CdS / CdTe, которая сдерживает прохождения фото активной части солнечного спектра в p-CdTeШляхом експериментальних досліджень вивчені механізми деградації СЕ CdTe в процесі експлуатації. Визначено два механізми деградації таких сонячних елементів. Перший обумовлений генерацією дефектів в області переходу, яка обумовлена надлишковими носіями заряду і дефектами. Другий – зростанням величини тильного бар’єру. Дослідження вольт-амперних и вольт- фарадних характеристик сонячних елементів дозволили запропонувати модель деградації сонячних елементів на основі CdTe. Встановлено що наявність міді у складі тильного контакту пов’язано с найкращою начальною ефективністю однак і найбільш швидкою деградацією в процесі експлуатації. У відповідності до запропонованої моделі пояснюється виникнення додаткової кількості елементарних дефектів як результат дисоціації трьох видів комплексів точкових дефектів (Cui+–2CuCd-)-,(VCd2-–Cui+)-,(2CuCd-–VTe+)-,(Cui+­–CuCd-), Розглянуто шунтування n-р гетеропереходу і фазові перетворення зі сторони  p+-Cu2-xTe за рахунок електродіфузії CuCd- із p-CdTe на межі n-CdS/p-CdTe и p-CdTe/p+-Cu2-xTe. З іншого боку можлива дифузія Cui+ (межвузлова мідь) в об’єм абсорбера. Можлива електодіфузія дефектів із гетеропереходів в об’єм абсорбера, що спричиняє компенсацію ефективних акцепторних центрів та призводить до зниження часу життя неосновних носіїв заряду и відповідно до зниження Jф. Крім того, спостерігається проростання шунтуючих металевих ланцюжків по поздовжніх межзеренних кордонах p-CdTe між n-р і р-р+ гетеропереходами та можливість виникнення високоомних фаз системи Cu-Te. Запропонована модель пояснює можливість виникнення фази р+- Cu2-δS на межі CdS/CdTe, яка стримує проходження фото активної частини сонячного спектру в p-CdT

Vibrational Energy Relaxation in Water-Acetonitrile Mixtures

IR pump-probe spectroscopy is used to study the effect of hydrogen bonding on the vibrational energy relaxation pathways. Hydrogen bonding accelerates the population relaxation from 12ps in diluted acetonitrile solution to 700fs in bulk water

Structural Dynamics in Water Probed by Heterodyne-Detected Photon Echo

Results of heterodyne-detected IR photon echo experiments on water at room temperature are reported. The measured time constants of 130 fs and 900 fs are attributed to dynamics of a single hydrogen bond and the hydrogen-bond network, respectively.</p

Hydrogen Bonding and Vibrational Energy Relaxation in Water-Acetonitrile Mixtures

We present a study of the effect of hydrogen bonding on vibrational energy relaxation of the OH-stretching mode in pure water and in water-acetonitrile mixtures. The extent of hydrogen bonding is controlled by dissolving water at various concentrations in acetonitrile. Infrared frequency-resolved pump-probe measurements were used to determine the relative abundance of hydrogen-bonded versus non-hydrogen-bonded OH bonds in water-acetonitrile mixtures. Our data show that the main pathway for vibrational relaxation of the OH-stretching mode in pure water involves the overtone of the bending mode. Hydrogen bonding is found to accelerate the population relaxation from 3 ps in dilute solutions to 700 fs in neat water, as a result of increasing overlap between donor and acceptor modes. Hydroxyl groups that initially are not hydrogen bonded have two relaxation pathways: by direct nonresonant relaxation to the bending mode with a time constant of 12 ps or by making a hydrogen bond to a neighboring water molecule first (~2 ps) and then relaxing as a hydrogen-bonded OH oscillator.