Pusiau skaidrių, dvipusių, plonasluoksnių saulės elementų, skirtų inovatyviems sprendimams, kūrimas ir tyrimas (BTSC)

 

Projekto nr.: SV3-1624

Projekto aprašymas:

Projekto tikslas stiprinti moksliniais tyrimais pagrįstų žinių plėtrą Baltijos ir Šiaurės šalyse bendradarbiaujant kuriant medžiagas pusiau
skaidriems, dvipusiams, ekonomiškiems saulės elementams, kurie efektyviai veikia esant intensyviam ir silpnam saulės apšvietimui bei
snieguotomis sąlygomis. Be standartinio pritaikymo, tokie saulės elementai taip pat gali būti naudojami elektros energijos generavimui
šešėlyje, elektromobilių languose, architektūros sprendimuose. Todėl, tokių saulės elementų rinkos potencialas gyvenamosioms ir
komercinėms saulės elektrinėms Šiaurės ir Baltijos šalyse yra milžiniškas. Šis projektas grindžiamas jau turima moksline patirtimi medžiagų ir
įrenginių modeliavime (IFE), naujų organinių ir neorganinių puslaidininkinių medžiagų sintezėje (KTU), jų charakterizavime (ISSP UL) bei
plonasluoksnių saulės elementų gamyboje (TalTech).
Šiame projekte bus modeliuojami Sb?chalkogenidų absorberiai ir saulės elementų struktūros, siekiant geriau suprasti legirantų sukeltus
šviesą sugeriančių medžiagų optoelektroninių savybių pokyčius ir nustatyti saulės elementų konstravimo gaires. Sb?chalkogenidų ir metalo
oksidų sluoksniai bus formuojami paprastais, efektyviais ir dideliems paviršiaus plotams tinkančiais metodais. Pusiau permatomiems,
dvipusiams, plonasluoksniams saulės elementams taip pat reikia sukurti tinkamus krūvio pernašos puslaidininkius, kurių savybės būtų
suderintos Sb?chalkogenido medžiaga. Projekto meto minėtiems saulės elementams bus sukurtos ir charakterizuotos efektyvios,
pakankamai skaidrios ir paprastai ant paviršiaus dengiamos puslaidininkinės medžiagos.
Tarpdisciplininės komandos sinergija atliekant mokslinius tyrimus šioje srityje suteiks naują postūmį kuriant saulės elementus inovatyvioms
reikmėms . Projektas skatina bendrus mokslinius tyrimus ES ir regionų lygiu ir suteikia puikias galimybes doktorantūros ir podoktorantūros tyrėjams.
Projekto partneriai informaciją apie vykdomą projektą ir jo finansavimą iš Europos ekonominės erdvės (EEE) valstybių (Islandijos ir Lichtenšteino) bei Norvegijos 2014–2021 m. finansinių mechanizmų lėšų pateikia:
• Energetikos technologijos institutas (Norvegija) institucijos tinklalapyje www.ife.no (https://ife.no/en/front-page/)
• Talino technologijos universitetas (Estija) centrinės Estijos tyrimų informacinės sistemos www.etis.ee (https://www.etis.ee/Portal/Projects/Display/895639b6-1ab1-4fca-9013-957abf63f440?lang=ENG) ir Talino technologijos universiteto Plonasluoksnės cheminės technologijos laboratorijos www.taltech.ee (https://www.taltech.ee/en/laboratory-thin-film-chemical-technologies#p29981) tinklalapiuose,
• Kieto kūno fizikos institutas (Latvija) institucijos tinklalapyje www.cfi.lu.lv (https://www.cfi.lu.lv/en/research/projects/eea-and-norway-grants/development-of-semi-transparent-bifacial-thin-film-solar-cells-for-innovative-applications/).

Projekto finansavimas:

Baltijos mokslinių tyrimų programa finansuojama iš Europos ekonominės erdvės ir Norvegijos 2014–2021 m. finansinių mechanizmų lėšų


Projekto rezultatai:

Stibio chalkogenidai kelia didelį susidomėjimą mokslo bendruomenėje savo lengvai keičiamu 1,1–1,7 eV draustinės juostos tarpu, intensyvia matomos šviesos sugertim ir anizotropine 1D juostos pavidalo struktūra, kuri palengvina krūvininkų pernašą ir slopina rekombinaciją. Dėl šių savybių vienas iš labiausiai intriguojančių tokių medžiagų pritaikymo sričių galėtų būti pusiau permatomi arba dvipusiai saulės elementai. Pavyzdžiui, šiuolaikiniai pastatai, ypač daugiaaukščiai, turi didelį langų plotą, padengus langus pusiau permatomomais plonasluoksniais saulės elementais, sukuriami energiją generuojantys saulės langai. Pusiau skaidrių dvipusių, ekonomiškai efektyvių saulės elementų, kurie efektyviai veikia esant pilnam ir silpnam apšvietimui, sukūrimas galėtų būti raktas toliau didinti saulės energetikos dalį ir panaudojimo spektrą vietovėse, kuriose saulės šviesos yra mažiau nei vidutiniškai, įskaitant Baltijos ir Šiaurės šalis.
Pirmaisiais metais projekto dalyviai daugiausia dėmesio skyrė užduotims, susijusioms su gilesniu teoriniu susijusių procesų supratimu, stibio chalkogenido šviesos sugerties sluoksnio kūrimu ir charakterizavimu, taip pat medžiagoms, skirtoms pagalbiniam p tipo puslaidininkiniam sluoksniui. Laiko ir išteklių taip pat buvo skirta anksčiau minėtų komponentų pagrindu sukurtiems saulės elementams konstruoti ir išbandyti.
Antrais metais projekto dalyviai daugiausia dėmesio skyrė užduotims, susijusioms su įrenginio modeliavimu, šviesą sugeriančio komponento Sb2S3 gamybos, ultragarso purškimo pirolizės būdu, proceso tobulinimu, taip pat organinių p-tipo puslaidininkinių tobulinimui. Laikas ir ištekliai taip pat buvo investuoti į saulės elementų konstravimą, paremtą patobulintais metodais ir medžiagomis.

Projekto įgyvendinimo laikotarpis: 2021-01-01 - 2023-12-31

Projekto koordinatorius: Kauno technologijos universitetas

Projekto partneriai: TALLINN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY, INSTITUTE OF SOLID STATE PHYSICS OF LATVIA, Institute for Energy Technology (IFE)

Vadovas:
Vytautas Getautis

Trukmė:
2021 - 2023

Padalinys:
Cheminės technologijos fakultetas, Organinės chemijos katedra