22. Гибридные 2D-структуры графен квантовые точки с контролируемыми оптическими и фотоэлектрическими свойствами и их применение в фотовольтаике
Проект «Гибридные 2D-структуры « графен-квантовые точки » с контролируемыми оптическими и фотоэлектрическими свойствами и их применение в фотовольтаике», выполняемый в рамках Соглашения с Минобрнауки России № 14.584.21.0032 от 22 ноября 2017 г.
В ходе выполнения проекта по Соглашению с Минобрнауки России о предоставлении субсидии от «22» ноября 2017 г. № 14.584.21.0032 в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 – 2020 годы» на этапе №1 в период с 22.11.2017 г. по 11.12.2017 г. выполнялись следующие работы.
Результаты работ, выполненных за счет средств субсидии:
Проведен предварительный анализ исследуемой проблемы, включающий подготовку аналитического обзора научно-технической нормативной, методической литературы, затрагивающей проблему, исследуемую в рамках проекта.
Проведены сравнительная оценка эффективности возможных направлений исследований и обоснование оптимального варианта решения.
Выполнено теоретическое моделирование энергетического спектра электронной подсистемы «графен–квантовые точки (КТ)».
Проведены патентные исследования: выполняемые работы обладают уникальными особенностями, которые могут лечь в основу будущих патентных заявок.
Разработана методика синтеза КТ на основе халькогенидов свинца и халькогенидов меди-индия.
Синтезированные КТ проанализированы на фемтосекундном лазерном квадрупольном масс-спектрометре.
Результаты работ, выполненных за счет внебюджетных средств:
Получены образцы мало- и многослойного графена: линейный размер малослойного графена достигал 20 мкм, многослойного – 2 мкм.
Структура образцов исследована методами сканирующей электронной и атомно- силовой микроскопии; проанализированы электрические свойства графена.
Все работы Этапа 1 проекта выполнены в полном объеме.
В ходе выполнения проекта по Соглашению с Минобрнауки России о предоставлении субсидии от «22» ноября 2017 г. № 14.584.21.0032 в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 – 2020 годы» на этапе №2, в период с 01.01.2018 г. по 31.12.2018 г.,были выполнены следующие работы.
Результаты работ, выполненных за счет средств субсидии:
Синтезированы образцы квантовых точек (КТ) на основе халькогена свинца (PbS, PbSe), инвертированных гетероструктур типа I PbS/PbSe и халькогенов меди-индия (CuInS2 и CuInSe2), обладающие интенсивным поглощением в области до 1700 нм.
Проведена характеризация оптических и электрофизических свойств, синтезированных КТ.
Сформированы плотноупакованныедвумерные (2D)-структуры из синтезированных КТ.
Исследовано влияние лигандов КТ на морфологические, оптические и электронные свойства 2D-структур из синтезированных КТ.
Проведено теоретическое моделирование безызлучательного переноса носителей от КТ в графен.
Изготовлены лабораторные образцы гибридных гетероструктур на основе графеновых листов с плотноупакованными 2D-структурами из синтезированных КТ на поверхности графена.
Предложена физическая модель оптической генерации носителей заряда в гибридной 2D-структуре «графен-КТ».
Предложена физическая модель влияния внешнего электрического поля на энергетический спектр, оптическую генерацию и процесс переноса носителей заряда в гибридной 2D-структуре «графен-КТ».
Исследованы оптические и электрические свойства созданных гибридных материалов.
Проведены дополнительные патентные исследования и подана заявка на патент по теме «Устройство для сбора солнечного излучения и генерации носителей заряда для прозрачных солнечных батарей».
Результаты работ, выполненных за счет внебюджетных средств.
Исследовано влияние КТ на электронные свойства графена.
Исследовано влияние КТ на транспорт фотовозбужденных носителей.
Все работы Этапа 2 проекта выполнены в полном объеме.
В ходе выполнения проекта по Соглашению с Минобрнауки России о предоставлении субсидии от «22» ноября 2017 г. № 14.584.21.0032 в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 – 2020 годы» на этапе № 3, в период с 01.01.2019 г. по 31.12.2019 г., были выполнены следующие работы.
Результаты работ, выполненных за счет средств субсидии:
Изготовлены прототипы фотовольтаических устройств, состоящих из системы проводящих электродов, соединенных графеновыми листами с плотно упакованными 2D-структурами из синтезированных КТ на поверхности графена.
Проведена характеризация электрооптических свойств изготовленных прототипов фотовольтаических устройств на базе гибридного материала «графен-КТ» (проводимость, оптические характеристики).
Проведены исследования фотовольтаических характеристик изготовленных прототипов: вольт-амперных характеристик, эффективности конверсиисолнечной энергии.
Проведены дополнительные патентныеисследования в соответствии с ГОСТ 15.011-96.
Изготовлены образцы оптимизированных материалов для создания фотовольтаических устройств на базе гибридного материала «графен-КТ».
Проведена характеризация морфологии и электрофизических свойств образцов оптимизированных гибридных структур графен-КТ, методами АСМ, ТСМ, СЭМ и РФС.
Изготовлены прототипы фотовольтаических устройств с оптимизированными параметрами.
Исследованы свойства изготовленных оптимизированных фотовольтаических устройств.
Проведена оценка эксплуатационных качеств разработанных прототипов.
Проведена оценка полноты решения задачи и выполнения поставленной цели проекта.
Разработано техническое задание на опытно-конструкторскую разработку по созданию экспериментального образца солнечной ячейки на основе гибридного материала «графен-КТ».
Результаты работ, выполненных за счет внебюджетных средств:
Проведен поиск путей оптимизации прототипов.
Проведенена оптимизация архитектуры прототипов фотовольтаических систем на базе гибридного материала «графен-квантовые точки».
Все работы Этапа 3 проекта выполнены в полном объеме.
EN
