Päikeseenergeetika materjalide teaduslabor

Nimetus
Laboratory of photovoltaic materials
Uurimisrühma juht
Võtmesõna
photovoltaics
pooljuhtmaterjalide süntees
semiconductor material synthesis
kahedimensionaalsed materjalid
2D materials
defektstruktuur
defect structure
optoelektroonsed omadused
optoelectronic properties
PEC structure
keskkonnasõbralikud pooljuhtmaterjalid
ehitisintegreeritavate päikesepatareide tehnoloogiad
materjalide ja seadiste optilised ja elektrilised uuringud
Ülevaade
Uurimisrühma teadustöö on suunatud keskkonnasõbralikel anorgaanilistel materjalidel põhinevate ehitisintegreeritavate päikesepaneelide tehnoloogiate väljatöötamisele. Rühm omab maailmatasemel tehnoloogilist kompetentsi mitme-komponentsete pooljuhtmaterjalide sünteesi alal kui ka sulade soolade keskkonnas toimuvate protsesside keemia, mehhanismi ja kineetika valdkonnas. Samuti omatakse pikaajalist kogemust erinevate nano- ja mikroskaalas metall,- metalloksiid ja kalkogeniid õhukesekileliste pinnakatete valmistamisel füüsikaliste sadestustehnoloogiatega. Kõrgetasemeline kompetents on ka optoelektroonsete materjalide ja seadiste (päikesepatareid, laserid, valgusdioodid, sensorid jne.) fundamentaalsete füüsikaliste omaduste uurimise alal.
The main field of research of the Laboratory isthe synthesis and the design of the electrical, optical properties and defect structure of semiconductor materials for next-generation solar cells.In 2021, the research was focused on the following:‚ Modification of the CZTS/CdS interfacein order to reduce surface recombination.Kesterite compounds were also tested forwater splitting applications.‚ Development of synthesis conditions forsingle-phase pyrite microcrystals withthe scope to implement this technology inthe future European Space Agency’s lunarsettlement.‚ Development of tetrahedrite micro-crystals synthesize by molten salt method inCdI2 and LiI and photo-electrochemicalcharacterization.‚ Development of Zn(O,Se) functional layersby PLD technique as buffer layer for CIGSesolar cell structures. Vitreous Ga2Te3 thinfilms obtained by PLD for structural, optical and phase-change studies.‚ Detailed study of free exciton and biexcitonemissions in Sb2Se3 microcrystals.
Tähtsamad tulemused
2023. aasta märkimisväärseim tulemus saavutati CZTS monoterakiht-päikesepatareide TA tegevustes. Kasutades kaheastmelist heterosiirde moodustamise protsessi, kontrollides Cd ja Cu segunemist CZTS/CdS siirdel, paranes seadme efektiivsus 12.06%-ni, mis on antud materjali puhul maailmarekord.Analüüsiti erinevate leelissoolade (LiI, NaI, KI, RbI ja CsI) mõju CZTS monoterapulbri ja päikesepatareide omadustele. Jätkusid kesteriitsete materjalide defektuuringud fotoluminestsents-spektroskoopia (PL) abil. Viidi läbi PL-uuring CZTSSe mikrokristallidele, milledel olid suured keelutsooni laiuse fluktuatsioonid temperatuurivahemikus 10–200 K. Esmakordselt võeti CZTS monoterakiht- päikesepatareide tööefektiivsuse analüüsiks kasutusele voolukao kõverad.Uuriti püriidi kristallide kasvukineetikat ning lisandite mõju kasvatamisel erinevates sulasoolades. Uuriti püriidi kristallide kasvukineetikat ning lisandite mõju kasvatamisel erinevates sulasoolades. Esmakordselt valmistati ja uuriti õhukesed kaitsvad komposiitkiled, mis sisaldasid horisontaalselt orienteeritud süsiniknanotorusid (SWCNTs) PHPS-polümeerist deriveeritud keraamilises SiOxNy-maatriksis.