12 декабря 2017

В НИЯУ МИФИ запущен российско-японский проект по созданию солнечных батарей нового поколения

Заявка на трехлетний проект "Гибридные 2D-структуры «графен–квантовые точки» с контролируемыми оптическими и фотоэлектрическими свойствами и их применение в фотовольтаике", международного коллектива под руководством зав. лабораторией нано-биоинженерии НИЯУ МИФИ проф. Игоря Набиева и при участии сотрудников Факультета химических наук и технологий Университета Хосэй (Япония) и Университета ИТМО (Санкт-Петербург), победила в конкурсе на проведение исследований в рамках международного многостороннего и двустороннего сотрудничества Федеральной целевой программы «Исследования и разработки» МОН РФ.

Цель проекта — создание нового наноструктурированного гибридного материала с контролируемыми оптическими и фотоэлектрическими свойствами для последующего применения в солнечных батареях. Его конечным результатом станет разработка прототипа солнечной батареи с эффективностью выше, чем у существующих аналогов.

Новый материал будет представлять собой тонкий лист графена — кристаллическую углеродную пленку толщиной в один атом — с нанесенным на его поверхность плотно упакованным слоем полупроводниковых флуоресцентных нанокристаллов — квантовых точек. Графен обладает уникальными свойствами, среди которых высокая электропроводность, что делает его перспективным материалом для наноэлектроники. Квантовые точки служат эффективным концентратором световой энергии, поглощая свет в широком спектральном диапазоне. Электрический потенциал может быть сгенерирован в результате безызлучательного переноса носителей заряда от квантовых точек в графен. Разрабатываемая структура гибридного материала должна обеспечить эффективную передачу поглощенной квантовыми точками энергии графену для создания более высокого электрического потенциала.

Авторы проекта рассчитывают сконструировать прототипы конкурентоспособных солнечных элементов нового поколения, отличающихся повышенной эффективностью за счет генерации множественных экситонов (электронно-дырочных пар в полупроводнике), а также устранения, вследствие использования квантовых точек, спектральных "окон прозрачности", в которых солнечная энергия не поглощается и которые являются серьезным недостатком существующих солнечных батарей на основе кремния и германия.

Эта научная инициатива является примером сотрудничества российских университетов в рамках "Проекта 5-100", в котором участвуют НИЯУ МИФИ и Университет ИТМО.

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» (Московский инженерно-физический институт) образован 8 апреля 2009 года на базе Московского инженерно-физического института (государственного университета). Историю ведёт от основанного в 1942 году Московского механического института боеприпасов (ММИБ). Первоначальной целью института ставилась подготовка специалистов для военных и атомных программ Советского Союза. В 1945 г. переименован в Московский механический институт, а в 1953 г. в Московский инженерно-физический институт (МИФИ). С 1993 г. — Московский государственный инженерно-физический институт (технический университет). С 2003 г. — Московский инженерно-физический институт (государственный университет). С 2009 г. - Национальный Исследовательский Ядерный Университет "МИФИ".