The Stratakis Lab

The Stratakis Lab

Ultrafast Laser Micro and Nano Processing Laboratory

ΕΔΒΜ 5004411

Start Date: 04/03/2019,     End Date: 03/09/2019

Τα τελευταία χρόνια, έχει επικρατήσει μια ολοένα και αυξανόμενη ανάγκη αντικατάστασης
των συμβατικών φωτοβολταϊκών κυψελίδων με εκείνες που περιλαμβάνουν νέα υλικά
μικρότερου κόστους και τα οποία μπορούν να διαχειριστούν με τη μορφή κολλοειδών
διαλυμάτων. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελούν τα οργανικά πολυμερή και οι
περοβσκίτες, τα οποία παρουσιάζουν εξαιρετικές οπτοηλεκτρονικές δυνατότητες. Παρόλη
τη σημαντική πρόοδο που έχει επιτευχθεί στη σύνθεση και στον έλεγχο τέτοιων υλικών, η
επίτευξη υψηλότερων αποδόσεων μετατροπής ισχύος, καθώς και η βελτίωση της διάρκειας
ζωής αυτών των διατάξεων παραμένει σημείο αιχμής στο οποίο έχει επικεντρωθεί η
επιστημονική κοινότητα τα τελευταία χρόνια. Πρόσφατα, με γνώμονα τις απαιτήσεις αυτές,
έχουν ενσωματωθεί στις φωτοβολταϊκές διατάξεις διαφόρων τύπων δισδιάστατων (2Δ)
φυλλιδίων.
Η παρούσα πρόταση αποσκοπεί να συμβάλει στην παραγωγή καινοτόμων νανουλικών για
την αύξηση της απόδοσης αλλά και της σταθερότητας των φωτοβολταϊκών διατάξεων.
Κύριος στόχος της είναι να προτείνει και να αναπτύξει νέες μεθοδολογίες, γρήγορες και
οικονομικές, βασισμένες σε μεθόδους κολλοειδούς χημείας καθώς και σε φωτοχημικές
διαδικασίες σύνθεσης για την ελεγχόμενη παρασκευή υβριδικών 2Δ υλικών συζευγμένα με
περοβσκιτικές νανοδομές. Η ενσωμάτωση αυτών, είτε στο ενεργό στρώμα, είτε στη
διεπιφάνεια μεταξύ του ενεργού στρώματος και του στρώματος μεταφοράς φορέων των
φωτοβολταϊκών κυψελίδων δύναται να ενισχύσει την απορρόφηση καθώς και τη μεταφορά
ηλεκτρονίων από το ενεργό υλικό προς στο αντίστοιχο ηλεκτρόδιο. Η παρουσία των
περοβσκιτικών δομών πάνω στα φυλλίδια αυτά αναμένεται να ενισχύσει σημαντικά τόσο
την αγωγιμότητά τους, όσο και την ευκινησία φορέων. Οι περοβσκίτες που θα
αναπτυχθούν είναι ανόργανοι τύπου CsPbΧ3 όπου Χ:αλογόνο, οι οποίοι έχει παρατηρηθεί
ότι είναι σταθερότεροι σε σχέση με τους αντίστοιχους οργανικούς που χρησιμοποιούνται
ευρέως.
Η αξία αυτής της πρότασης έγκειται στο ότι οι νέες μέθοδοι που προτείνουμε (χημική,
φωτοχημική) για την παρασκευή αυτών των υλικών είναι απλές, γρήγορες, μικρού κόστους
και πλήρως ελέγξιμες και δεν έχουν μέχρι τώρα δοκιμαστεί για τη σύνθεση τέτοιων
συστημάτων υψηλής ποιότητας και ομοιομορφίας. Επίσης η τεχνική που προτείνουμε για
την ανιοντική ανταλλαγή των περοβσκιτών, δηλαδή την αντικατάσταση του αλογόνου, που
είναι απαραίτητη για την επίτευξη απορρόφησης στις φασματικές περιοχές που
επιθυμούμε, δεν υπάρχει στη σχετική βιβλιογραφία. Η σύγκρισή της με τις αντίστοιχες
χημικές μεθόδους θα δώσει χρήσιμα συμπεράσματα για την ποιότητα των τελικών υλικών
αλλά και τα προτερήματα αυτής της μεθόδου.
Επιπρόσθετα, τα υλικά που προτείνουμε είναι καινοτόμα, εύκολα διαχειρίσιμα και
σταθερά, γι’ αυτό η εφαρμογή τους σε φωτοβολταϊκές διατάξεις παρουσιάζει εξαιρετικό
ενδιαφέρον. Η παρασκευή ενός υλικού με δύο εντελώς διαφορετικές μεθόδους, στη μία οι

περοβσκίτες προσδένονται στα 2Δ υλικά ενώ στην άλλη αναπτύσσονται ετεροεπιταξιακά,
μας δίνει τη δυνατότητα να συγκρίνουμε τα υλικά αυτά αλλά και να επιλέξουμε το βέλτιστο
με βάση τις ιδιότητες, το κόστος και την ευκολία παρασκευής.

Back