Przejdź do treści
Katedra Przyrządów Półprzewodnikowych i Optoelektronicznych
Wydział Elektrotechniki, Elektroniki, Informatyki i Automatyki

Elektroda luminescencyjna wytworzona na bazie domieszkowanych nanocząstek ZnO do innowacyjnych rozwiązań w elastycznej fotowoltaice.

Systemy i materiały od nano- do makro- skali: elektronika/tekstronika

Postęp w technologiach fotowoltaiki (PV) na światowej scenie badań naukowych jest nieustanny. Pomimo wielu podejść, wciąż wymagane są badania dotyczące nowych technik zwiększających efektywność ogniw słonecznych. Jednym z rozwiązań tego problemu jest powlekanie ogniw słonecznych materiałami, zwiększającymi absorpcję światła słonecznego.

Celem projektu jest praktyczna weryfikacja hipotezy zakładającej zwiększenie wydajności energetycznej ogniw PV, poprzez osadzenie dodatkowej, funkcjonalnej warstwy na górnej części struktury PV. Warstwa wykonana będzie z domieszkowanych nanocząstek (NPs) tlenku cynku (ZnO) o właściwościach takich jak: przezroczystość dla światła widzialnego, luminescencja, przewodność elektryczna, elastyczność. Osadzone na ogniwie warstwy funkcjonalne, ze względu na właściwości nanocząstek ZnO powinny absorbować promieniowanie słoneczne z zakresu UV i przekształcać je w światło widzialne. Domieszki metali zawarte w warstwie powinny jej zapewnić właściwości przewodzące. Dzięki nanocząsteczkowej strukturze warstwy oraz zastosowanej metodzie osadzania (spray coating), możliwe jest uzyskanie wysokiej przezroczystości warstwy dla zakresu widzialnego.

Powyższe zagadnienia wpisują się w główny nurt rozwoju fotowoltaiki i wypełniają lukę technologiczną obejmującą dwa zagadnienia - transparentną warstwę przewodzącą jako przednią elektrodę oraz zwiększoną wydajność energetyczną zapewnioną przez zintensyfikowaną foto-konwersję. Opracowanie technologii wytwarzania warstwy spełniającej zakładane kryteria, umożliwi wykorzystanie jej do produkcji ogniw dowolnego typu, co stanowi utylitarny cel projektu, odpowiadając na potrzeby użytkowników i producentów przyrządów fotowoltaicznych. Takie warstwy, wykorzystane w elastycznych ogniwach  słonecznych, mogą rozwiązać problem zasilania elektronicznych urządzeń mobilnych i zwiększyć komfort użytkownika poprzez zapewnienie niezależnego źródła zasilania.

Metodologia prowadzenia badań w projekcie zakłada realizację serii eksperymentów osadzania warstw na podłożach testowych techniką spray coating. Potrzebne urządzenia oraz aparatura do osadzania warstw i ich obróbki znajdują się Laboratorium Technologii Elektroniki Elastycznej oraz w Laboratorium PV. Będą one udostępnione do realizacji niezbędnych badań po wcześniejszym przeszkoleniu wybranego studenta w obsłudze urządzeń technologicznych i pomiarowych.

Końcowym etapem projektu będzie wytworzenie i charakteryzacja elastycznego, ogniwa słonecznego z warstwą luminescencyjnej elektrody. Opracowane zostaną również odpowiednie opisy technologiczne oraz analiza weryfikująca poprawność początkowych założeń.

Po zakończeniu projektu student potrafi:

Obowiązki i role:

Wymagania kompetencyjne: