 |
 |
|
Existing applicants/evaluators log in here
|
|
Cooperability
| Project leader |
Gracin Davor |
| Project co-leader: |
Prof. Dr. Davor Balzar |
| Administering organization: |
Ruđer Bošković Institute, Bijenička c 54, 10000 Zagreb |
| Partner Institution/Company: |
University of Denver, Colorado |
| Grant type: |
1B |
| Project title: |
Nano - structural materials for thin film solar cells |
| Project summary: |
The aim of the project is to examine the possibility of improving the efficiency of thin film solar cells based on Si by using nano-crystalline and amorphous phases for active and passive elements of device. The project is based on using quantum size effects resulting from varying electron and phonon density of states by the manipulation of nano-crystalline sizes and theirs volume contribution in thin films. In particularly, the optical gap for Si can be changed from 1.1 eV for crystals larger than several microns to more than 2 eV for crystals of a few nm, which can be utilized in multilayer structures for high efficient solar cells. Using the same concept, the transparency of the first electrode and hence the solar cell efficiency could be improved by using nano-crystalline form of the first electrode. In order to test described ideas, representative number of single and multilayer solar cells with active and passive elements that contain nano-crystals will be formed and tested.
Samples will be produced primary in Solar Cells Split industrial plant in close collaboration with Ruđer Bošković Institute. The deposition conditions will be correlated with films properties which enables testing of improvements and/or new concepts on large scale and in that way ensures the relevance of the project for industrial application. Certain number of thin films will be deposited in Ruđer Bošković Institute as well, using specially designed laboratory deposition system built as a part of this project. The nano-structures will be studied primary by X-Ray Diffraction (XRD) by analyzing angle dependent diffraction line broadening. The results will be compared with the measurements carried out by electron microscopy and the measurements of vibrational, optical and electrical properties. Theoretical modeling of optical properties will be done on the basis of structural measurements and compared with experimental values. The analysis of results will be performed in close collaboration with Rudjer Boskovic Institute and the Department of Physics and Astronomy at the University of Denver which will enable the transfer of knowledge to the Institute and as the next step providing multiple benefits to the Croatian industry.
The correlation between crystal size and other properties will be subject of scientific publications and part of doctoral thesis of PhD students involved in the project while design and way of deposition of high efficient solar cells could be applied in photovoltaic industry assuming the protection of intellectual properties. |
| Hrvatski sažetak: |
Svrha projekta je ispitati mogućnost poboljšanja efikasnosti tanko-slojnih solarnih ćelija baziranih na siliciju, koristeći nano-kristalnu i amorfnu strukturnu formu za aktivne i pasivne elemente ćelije. Projekt se temelji na korištenju efekata "kvantnih ograničenja" koji se očituju u mogućnosti varijacije elektronskih i fononskih stanja promjenama u veličini i volumnom udjelu nano-kristala u tankom filmu. Posebno, optički procijep za Si se može promijeniti od 1.1 eV za kristale veće od nekoliko mikrona do vrijednosti 2eV i više za kristale od nekoliko nm, što se može iskoristiti u višestrukim visoko efikasnim solarnim ćelijama. Koristeći isti princip, prozirnost prve elektrode se može povećati korištenjem nano-kristalne forme materijala uz posljedično povećanje efikasnosti. Da bi se opisane ideje provjerile, napravit će se reprezentativni broj ćelija i testirati.
Uzorci će se izraditi prvenstveno u tvornici Solarne Ćelije, Split u uskoj suradnji tvornice i Instituta Ruđer Bošković. Uvjeti rasta će se varirati i korelirati sa svojstvima filmova čime će se omogućiti provjera poboljšanja i/ili novih koncepcija na velikoj skali i osigurati na taj način značaj projekta za industrijsku primjenu. Određeni broj filmova će biti deponiran na Institutu Ruđer Bošković koristeći posebno dizajniran sistem za depoziciju, izgrađen u okviru ovog projekta. Nano-strukture će se u najvećoj mjeri istraživati raspršenjem X-zraka uz analizu kutno ovisnog proširenja difrakcijskih linija. Rezultati dobiveni ovom metodom će se usporediti sa onima dobivenim na temelju elektronske mikroskopije, mjerenja vibracionih, optičkih i električkih svojstava. Teorijsko modeliranje optičkih svojstava će biti napravljeno na temelju strukturnih mjerenja i uspoređeno sa eksperimentalnim vrijednostima. Analiza rezultata će biti provedena u bliskoj suradnji Instituta Ruđer Bošković i Department of Physics and Astronomy University of Denver, što će omogućiti prijenos znanja na institut koji će u slijedećem koraku imati koristan učinak na industriju u Hrvatskoj.
Povezanost između veličina kristala i drugih svojstava će biti predmet znanstvenih publikacija i dio doktorskih radova studenata koji učestvuju u projektu dok će dizajn i način proizvodnje solarnih ćelija velike efikasnosti biti primijenjeni u industriji solarnih ćelija, podrazumijevajući zaštitu intelektualnog vlasništva.
|
| Amount requested from UKF: |
736.000,00 HRK |
| Amount of matching funding: |
184.000,00 HRK |
|
|
|
