- Научные направления
- Решения для бизнеса
- Спецпроекты
- Ученые
- Мнения
- События
- Для ученых
- Потенциал
Название проекта
Широкоформатные полупрозрачные солнечные панели c использованием стабильных перовскитных архитектур
Руководители проекта
Профессор Альдо Ди Карло (Италия)
Цели проекта
Целью данного проекта является решение проблем деградации перовскитов для фотовольтаики и непосредственном воплощении научных подходов на широком формате устройств. Таким образом в проекте преимущества наиболее прогрессивных методов и подходов будут внедрены в индустриальную технологию:
• Масштабирование технологии первоскитных солнечных батарей (печать) до размеров 100 см2 , а также на стандартных Si пластинах 175х175 мм.
• Исследование проблемы повышения стабильности перовскитных материалов (внутренняя деградация).
• Стабилизация интерфейсов фотоактивных перовскитов и новых наноструктурированных/двумерных материалов (непосредственное применение и внедрение разработок).
• Запуск и оптимизация технологии печати и ламинирования полупрозрачных устройств BIPV.
• Разработка высокоэффективных тандемов кремний – перовскит на промышленных прототипах.
• Работа с индустриальными партнерами над промышленными прототипами.
Задачи проекта
Задачи, которые призван решить данный проект, формулируются в три основные направления работ:
повышение стабильности перовскитных материалов для снижения факторов влияния внутренней деградации; стабилизации работы устройств для снижения факторов влияния внешней деградации;
технологические задачи масштабирования
для широкоформатной печати полупрозрачных панелей в концепции BIPV и тандемных устройств.
Результатом проекта будет решение описанных проблем и подтверждение нескольких гипотез для разработки стабильных полупрозрачных перовскитных солнечных панелей:
- технология производства стабильных полупрозрачных панелей на основе перовскита;
- создание лаборатории мирового уровня в которой наиболее перспективные методы материаловедения, теоретических расчетов, проектирования устройств будут реализовываться с целью развития альтернативных источников энергии;
Уникальность проекта
Создание новой лаборатории в рамках проекта «Широкоформатные полупрозрачные солнечные панели с использованием перовскитных архитектур», позволит создать уникальный научно технологический центр печати тонкопленочных солнечных панелей широкого формата. Решение ряда физических, материаловедческих и теоретических задач будет обеспечено рядом научных подгрупп проекта под руководством ключевых участников проекта, а также индустриальных партнеров.
-разработок методов печати широкого формата;
-инженерии микроэлектронных устройств;
-аналитики структурных свойств полупроводниковых материалов;
-теоретических расчетов оптоэлектронных свойств и структур новых стабильных перовскитов;
-материаловедения стабильных транспортных полупроводников и интерфейсов;
-синтеза двумерных полупроводников и углеродных материалов;
-индустриальных партнеров и коллег
зарубежных университетов по колаборации
НИТУ «МИСиС».
Научный коллектив будет сформирован из
нескольких научных подгрупп , имеющих
четко сформулированные задачи. Всего в ходе работ будут в различных научных
Актуальность проекта
Развитие фотовольтаики, как флагмана альтернативной энергетики для ухода от топливных источников становится мировым трендом, который поддерживается на уровне межгосударственных соглашений. Последнее десятилетие в области фотовольтаикиотмечается беспрецедентным развитием одного направления – солнечных элементов на основе метало-органических перовскитов. Стремительный рост эффективности, с 6 до 22 % был осуществлен всего лишь за 8 лет, за которые перовскитная фотовольтаика по значениям КПД устройств догнала такие технологии, как солнечные элементы на основе кремния, CIGS, CdTe. Необычайные свойства перовскита, такие как аномально высокие длины пробега носителей заряда порядка 1 мкм, высокие значения времен жизни, подавленная рекомбинация при амбиполярном транспорте зарядов, значительно выделяют метало- органические перовскиты на фоне остальных перспективных технологий фотовольтаики. Вдобавок, сама технология перовскитных фотоактивных устройств позволяет использовать множество жидкостных методов нанесения. Поэтому на перовскитную технологию возлагают большие надежды при ее потенциале в коммерциализации и производстве дешевых солнечных батарей с множеством концепций использования, от подзарядки мобильных устройств при малом освещении до панелей, встраиваемых в здания (Building Intergrated PhotoVoltaics BIPV). Данная технология стоит на пороге своего коммерческого воплощения, однако столь перспективные перовскиты достаточно быстро деградируют под влиянием факторов внутренней и внешней деградации с снижением рекордных показателей эффективности при масштабировании устройств.
Оборудование
Приобретены комплексы оборудования:
1) Установка вакуумная для термического напыления материалов EPOS-PVD-LTE-BOX;
2) Система перчаточных боксов СПЕКС _ ГБ для печати солнечных батарей в условиях инертной атмсоферы;
3) Слот матричный принтер;
4) Инфраструктурный комплекс вентиляционно –вытяжного оборудования;
5) Прецизионный источник- измеритель тока – напряжения для измерения выходных характеристик солнечных элементов.
Патенты
2018 г.
Заявки на патент
РФ – 1 шт
Межд. – 1 шт
Мероприятия научного коллектива
2018 г.
Участие в 6-ти конференциях:
4 Европа
(Швейцария, Германия, Италия, Бельгия);
1 Азия (Китай);
1 Россия.
2018 г.
Участие в 6-ти конференциях:
4 Европа
(Швейцария, Германия, Италия, Бельгия);
1 Азия (Китай);
1 Россия.
Проведены открытые международные семинары:
Семинар – открытие мега – гранта «Широкоформатные полупрозрачные солнечные панели с использованием стабильных перовскитных архитектур» 17 апреля 2018 г.
"Progress in hybrid photovoltaics and electronics
Партнёрство и сотрудничество
АО «ТЕЛЕКОМ - СТВ»;
АО HEVEL SOLAR;
CANATU (Финляндия);
Cicci Research (Италия).
Приоритетное направление научно-технологического развития Российской Федерации: переход к экологически чистой и ресурсосберегающей энергетике, повышение эффективности добычи и глубокой переработки углеводородного сырья, формирование новых источников, способов транспортировки и хранения энергии
Область наук: Энергетика и рациональное природопользование
Результатом проекта будет решение описанных проблем и подтверждение нескольких гипотез для разработки стабильных полупрозрачных перовскитных солнечных панелей:
- технология производства стабильных полупрозрачных панелей на основе перовскита;
- создание лаборатории мирового уровня в которой наиболее перспективные методы материаловедения, теоретических расчетов, проектирования устройств будут реализовываться с целью развития альтернативных источников энергии;
- выход на ведущие научные мировые позиции в областях гибридной фотольтаики поддержка международной колаборации НИТУ «МИСиС».
Создана Лаборатория Перспективной Солнечной Энергетики ( Laboratory for Advanced Solar Energy) с составом коллектива 22 человека.
Произведен ремонт лабораторного помещения площадью 110 м2 с вытяжными линиями, внутреннем избыточным давление, фильтрации приточного воздуха, а также необходимой инфраструктурой электро-питания.
Подготовлены рабочие офисные места для работников коллектива.
2018 г.
4Q1 опубликовано
2Q1 на рецензии
Журналы:
Journal of Material Chemistry C;
Materials Today Energy;
ACS NANO;
Solar Energy Materials and Solar Cells;
Applied Physics Letters.