Projekto Nr. 01.2.2-LMT-K-718-03-0048
Projekto pavadinimas: Perovskitinės kvantinio skaidymo medžiagos ir jų panaudojimas efektyviems kompoziciniams saulės elementams
Projekto vykdymo laikotarpis: nuo 2020-07-10 iki 2023-08-31
Projekto mokslinio tyrimo vadovas: prof., habil. dr. Vidmantas Gulbinas
Santrauka
Projekto tikslas - sukurti efektyvius kompozicinius saulės elementus Si elementų ir kvantinio skaidymo sluoksnių pagrindu.
Dabar plačiai naudojami silicio saulės elementai, deja, panaudoja tik mažiau nei pusę ultravioletinės, mėlynos ir žalios spalvų fotonų energijos. Didžioji energijos dalis virsta šiluma, kuri ne tik nenaudinga, bet dar ir mažina elementų našumą. Šio projekto tikslas - sukurti efektyvius kompozicinius saulės elementus Si elementų ir kvantinio skaidymo sluoksnių pagrindu. Šis sluoksnis vieną didelės energijos fotoną paverstų į du mažos energijos fotonus, kuriuos silicio saulės elementai efektyviai verčia į elektros energiją. Plonas tokios fotonus „skaidančios“ medžiagos sluoksnis, suformuotas ant Si saulės elemento, gali padidinti jo našumą keliais procentais. Projekto metu planuojama kurti efektyviai fotonus skaidančią ir ilgalaikiu stabilumu pasižyminčią medžiagą bei jos sluoksnio formavimo ant Si paviršiaus technologiją. Tokia medžiaga bus kuriama perovskito sandarą turinčių medžiagų pagrindu, legiruojant jas iterbio ir kitais elementais. Perovskitas sugers didelės energijos fotoną, perduos jo energiją į iterbio joną, kuris išspinduliuos du mažos energijos fotonus. Keičiant medžiagos sandarą, legiruojančių medžiagų koncentracijas, plėvelių formavimo technologijas, bus siekiama optimizuoti visus šviesos sugerties, energijos perdavimo, spinduliavimo ir nukreipimo į silicį veiksmus, siekiant maksimaliai pagerinti Si saulės elementų našumą ir užtikrinti sukurtos medžiagos ilgalaikį stabilumą. Sukurti prietaisai bus optimizuojami Centrinės Europos vidutinės Saulės apšvitos sąlygoms. Projekto metu bus vykdomos trys pagrindinės veiklos: 1) kvantinio skaidymo mechanizmo tyrimas ir optimizavimas; 2) kvantinio skaidymo medžiagų ilgalaikio stabilizavimo priemonių paieška; 3) kvantinio skaidymo sluoksnių formavimas ant silicio saulės elementų paviršiaus.
Siekiamas rezultatas: planuojama sukurti efektyviai fotonus skaidančią ir ilgalaikiu stabilumu pasižyminčią medžiagą bei jos sluoksnio formavimo ant Si paviršiaus technologiją. Tikimasi pasiekti didesnį nei 80 % kvantinio skaidymo našumą, daugiau nei metų medžiagų stabilumą ir silicio saulės elementų našumo padidinimą daugiau nei 3 absoliučiais procentais. Moksliniai rezultatai bus publikuojami mokslo straipsniuose (7), mokslinėse konferencijose. Sukurtas technologines inovacijas planuojama patentuoti tarptautinėje patentų sistemoje. Sėkmingi projekto rezultatai leis pagerinti Si saulės elementų našumą santykinai mažai padidinant jų gamybos sudėtingumą ir kainą.
Finansavimas
Projektas bendrai finansuotas iš Europos regioninės plėtros fondo lėšų pagal 01.2.2-LMT-K-718 priemonės veiklą „Aukšto lygio tyrėjų grupių vykdomi moksliniai tyrimai, skirti kurti ūkio sektoriams aktualias MTEP veiklų tematikas atitinkančius rezultatus, kurie vėliau galėtų būti komercinami“.