Projekt programu Účinná přeměna a skladování energie Strategie AV21 pro rok 2018
Odpovědný řešitel: Prof. RNDr. Ladislav Kavan, DSc., Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského, AV ČR, v. v. i. (ÚFCH JH)
Spolupracující pracoviště: Fyzikální ústav AV ČR, v. v. i., Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
V rámci tohoto projektu byly připraveny solární články p-dopovaného křemíku s jednovrstvým grafenem, kde mezifází je monomolekulární vrstva kovalentně vázaná k Si podkladu a grafen nekovalentně interaguje s další částí molekuly, která má dipólový moment. V současné době jsou testovány 4 různé molekuly, jejichž vrstvy na Si jsou kompletně charakterizovány. První výsledky ukazují funkčnost takto připravených solárních článků, nyní probíhá test jejich stability, kde by se měla projevit hlavní výhoda kovalentně uchycené mezivrstvy do Si oproti bežným Si-grafen článkům. Dále byly provedeny první testy grafen-Si solárních článků s invertovanou architekturou, kde je Si deponován na grafen přímo narostlý na Cu podložce, tj. bez nutnosti přenosu grafenu na jiný substrát. Byla ověřena možnost depozice Si různými metodami buď přímo na grafen nebo na grafen pokrytý selektivním vodičem děr (P3HT, PEDOT:PSS), v současné době probíhá měření fotovoltaických charakteristik těchto článků. S ohledem na velmi nízké výrobní náklady a jednoduchost přípravy se jedná o architekturu s vysokým aplikačním potenciálem.
V druhé části aktivity byly připraveny vzorky monovrstvého MoS2, WS2 a vícevrstvého SnS2, jednak jako volně visících membrán a jednak v silně deformované formě s ostrými vrásami. Membrány jsou momentálně testovány z hlediska jejich mechanických vlastností (deformace je v tomto případě základní metodou přípravy energetického trychtýře), vrásy pak ukazují významné zvýšení intenzity fotoluminiscence a také posun její energie, což může být způsobeno procesem energetického „trychtýřování“.
V FZÚ je v rámci evropského projektu NextBase zaměřeného na vývoj vysokoúčinných křemíkových článků používána optická profilometrie jako nástroj pro charakterizaci amorfních nebo nanokrystalických křemíkových vrstev na křemíkových deskách. Tento přístup vyhodnotil project officer přidělený Evropskou komisí jako jeden z Key exploitable results. Chceme proto tuto metodu rozvést a zkusit, zda bychom ji mohli dotáhnout k podobě, která by kromě publikace přinesla i další podobu vhodnou např. pro technology transfer.
Na mezinárodní konferenci Heyrovsky Discussion 2018 byla uspořádána debata o potenciálu využití 2D materiálů v energetice a diskutovány možnosti další spolupráce v této oblasti na evropské úrovni.
