See veebileht kasutab küpsiseid kasutaja sessiooni andmete hoidmiseks. Veebilehe kasutamisega nõustute ETISe kasutustingimustega. Loe rohkem
Olen nõus
"Institutsionaalne uurimistoetus (IUT)" projekt IUT19-4
IUT19-4 "Õhukesed kiled ja nanomaterjalid keemilistel vedeliksadestusmeetoditel uue põlvkonna fotovoltseadistele (1.01.2014−31.12.2019)", Malle Krunks, Tallinna Tehnikaülikool, Keemia ja materjalitehnoloogia teaduskond, Materjaliteaduse instituut, Keemiliste kiletehnoloogiate teaduslaboratoorium , Tallinna Tehnikaülikool, Inseneriteaduskond, Materjali- ja keskkonnatehnoloogia instituut.
IUT19-4
Õhukesed kiled ja nanomaterjalid keemilistel vedeliksadestusmeetoditel uue põlvkonna fotovoltseadistele
Thin films and nanomaterials by wet-chemical methods for next-generation photovoltaics
1.01.2014
31.12.2019
Teadus- ja arendusprojekt
Institutsionaalne uurimistoetus (IUT)
ETIS klassifikaatorAlamvaldkondCERCS klassifikaatorFrascati Manual’i klassifikaatorProtsent
4. Loodusteadused ja tehnika4.12. Protsessitehnoloogia ja materjaliteadusT150 Materjalitehnoloogia2.3. Teised tehnika- ja inseneriteadused (keemiatehnika, lennundustehnika, mehaanika, metallurgia, materjaliteadus ning teised seotud erialad: puidutehnoloogia, geodeesia, tööstuskeemia, toiduainete tehnoloogia, süsteemianalüüs, metallurgia, mäendus, tekstiilitehnoloogia ja teised seotud teadused).75,0
4. Loodusteadused ja tehnika4.11. Keemia ja keemiatehnikaP300 Analüütiline keemia 1.3. Keemiateadused (keemia ja muud seotud teadused)15,0
4. Loodusteadused ja tehnika4.10. FüüsikaP265 Pooljuhtide füüsika 1.2. Füüsikateadused (astronoomia ja kosmoseteadus, füüsika ja teised seotud teadused)10,0
PerioodSumma
01.01.2014−31.12.2014175 000,00 EUR
01.01.2015−31.12.2015175 000,00 EUR
01.01.2016−31.12.2016175 000,00 EUR
01.01.2017−31.12.2017175 000,00 EUR
01.01.2018−31.12.2018175 000,00 EUR
01.01.2019−31.12.2019175 000,00 EUR
1 050 000,00 EUR

Projekti eesmärk on töötada välja tehnoloogiad õhukeste kilede ja nanomaterjalide valmistamiseks odavatel keemilistel vedeliksadestuse meetoditel uue põlvkonna fotovoltseadiste jaoks – ZnO nanovarrastel baseeruva üliõhukese absorberkihiga (eta) ja CdS/CdTe fotovoltseadiste jaoks jäikadel ja painduvatel alustel. Metalli kalkogeniidid ja -oksiidid valmistatakse lihtsate ja tootmisesse kergesti rakendatavate meetoditega nagu pihustuspürolüüs, elektrokeemiline, lahusest ning sool-geel sadestamine. Uuritakse materjalide moodustumise keemiat ja töötatakse välja tehnoloogiad fotovoltseadiste jaoks nõutavate struktuursete, optiliste, elektriliste ja pinnaomadustega materjalide valmistamiseks. Materjalide baasil valmistatakse eta- ja õhukesekilelised fotovoltseadised, uuritakse nende füüsikalisi omadusi ja võimalusi valguse efektiivseks neeldumiseks õhukestes absoberkihtides. Projekt on senise uurimistöö põhjendatud edasiarendus, ja on tihedalt seotud kraadiõppega.
The goal of the project is to develop thin films and nanomaterials by low-cost wet chemical methods for next-generation photovoltaics – for extremely thin absorber (eta) layer cells on ZnO nanorods and CdS/CdTe thin film solar cells, both on rigid and flexible substrates. Chalcogenide and oxide materials will be prepared by simple, low-cost and easily scalable chemical technologies such as chemical spray pyrolysis, chemical bath deposition, electrodeposition and sol-gel deposition. Materials formation chemistry will be studied and technologies to obtain materials with controlled structural, optical, electrical and surface properties for efficient solar cells will be developed. Eta and thin film CdS/CdTe solar cells will be fabricated and characterised; capabilities for efficient light absorption at reduced absorber thickness will be studied. The project is a reasoned extension to the research group previous activities and offers splendid possibilities for degree students’ research.
Projekti eesmärk - arendada õhukesi kilesid ja nanomaterjale kulutõhusate meetoditega uudsetele päikesepatareidele - on saavutatud. TiO2 kilede rakendamiseks akna- ja vahekihtidena päikesepatareides optimeeriti pihustussadestatud kihtide paksust, ühtlust ja pinnakaredust. ZnO nanovardakihid kui nanostruktuurse päikesepatarei toes kasvatati elektrokeemilise ja hüdrotermaalse sadestuse, ning pihustuspürolüüsi meetoditel. Arendati välja tehnoloogiad nõutud omadustega ZnO nanovardakihtide saamiseks. Töötati välja tehnoloogilised lahendused uudsete absorbermaterjalide SnS ja Sb2S3 sadestamiseks kulutõhusa pihustuspürolüüsi meetodil, uuriti ainete moodustumist ja kilede omadusi. Näitasime, et pihustussadestatud Sb2S3 on sobilik absorbermaterjal nii õhukesekilelistes kui nanostruktuursetes päikesepatareides. Väljatöötluse praeguses etapis on pool-läbipaistva päikesepatarei kasutegur 5.5%, mis on oluline tulemus elektrit tootvate akende tehnoloogia arenduseks. Uuriti keemiliselt sadestatud CdS puhverkihi kasvu ja järeltöötluste mõju kile omadustele, selgitati välja hüdroksiidiooni toimemehhanism ja mõju p-n siirde omadustele CdTe absorberkihid valmistati lähidistants-sublimatsiooni meetodil, optimeetiti sadestustehnoloogiat ja töötati välja uudne järeltöötluse meetod parendatud omadustega absorberkihi saamiseks, Uudse metoodikaga saavutati CdS/CdTe päikesepatarei kasuteguriks 14%, uurimistööst saadud baasteadmised on aluseks uudsete päikesepatareide väljatöötamisel nutihoonetele. Projekti üks oluline väljund on arendatud metalloksiidmaterjalide multifunktsionaalsus – TiO2 õhukesed kiled ja ZnO nanovardakihid on efektiivsed fotokatalüsaatorid ruumide siseõhu puhastamiseks ja saasteainete lagundamiseks vees, ZrOx kihid on rakendatavad painduvates elektroonikaseadistes. Projekti tulemused on avaldatud 53 teadus- ja 7 konverentsiartiklina, esitatud 60 konverentsiettekandes, seminaridel ja meediakanalites. Projekti raames kaitsti 6 PhD ja 16 MSc tööd, esitati 1 patenditaotlus.