Heterostruktury 2D a 3D materiálů pro přeměnu solární energie


Heterostruktury spojující opticky transparentní 2D materiály s 3D materiály otevírají takřka neomezené a dosud neprozkoumané možnosti pro vývoj unikátních přechodů, jejichž elektronová struktura, výstupní práce a optické vlastnosti mohou být navrženy a připraveny dle potřeby. To by mohlo vést k zásadní změně účinnosti křemíkových tenkovrstvých slunečních článků, které mají výrazně lepší dobu energetické návratnosti než klasické deskové články, jež díky vyšší účinnosti dominují současnému fotovoltaickému trhu. K tomuto cíli spojíme nejlepší experimentální metody pro měření přeměn energie v nano a mikro metrovém měřítku, in-situ dopování a nové materiálové kombinace pro eleminaci rekombinace v “mrtvých” dopovaných vrstvách. Prozkoumáme možnosti jejich náhrady kombinacemi 2D materiálů, kde dosud byly testovány pouze p-dopovaný grafen a n-typový sulfid molybdeničitý. Také v delším horizontu vyzkoušíme nové principy přípravy, které by založily nové generace slunečních článků s optimální stabilitou a foto-volt-ampérovou charakteristikou. Cíle projektu Naším cílem je navrhnout, připravit a studovat heterostruktury složené z 3D polovodiče (křemíku) a dopovaného 2D materiálu (grafenu, chalkogenidů přechodných kovů). Planární i nanostrukturovaná rozhraní s p-n nebo Schottkyho charakterem budou vyhodnoceny z hlediska jejich využití ve fotovoltaice.