Řešené projekty
Projekty v ČR
Poskytovatelé výzkumných projektů řešených v laboratořích firmy Solartec s.r.o. jsou:
Akademie věd České republiky
KAN100500652: Heterogenní organické a hybridní nanokompozitní materiály pro solární články
Navrhovaný projekt základního výzkumu je zaměřen na získání komplexních znalostí umožňujících cílený návrh nanostrukturních materiálů typu nanokompozitů pí-konjugovaných polymerů a oxidů kovů pro optoelektronické aplikace, zejména pro fotoelektrochemické a pevnolátkové solární články. Molekulární architektura a morfologie bude optimalizována kombinací chemických postupů a fyzikálních jevů, např. spontánní fázové separace a krystalizace v matrici. Vztah mezi chemickou a nadmolekulární strukturou a užitnými fyzikálními vlastnostmi bude studován experimentálně, následně teoreticky modelován a ve zpětné vazbě využit pro optimalizaci chemické struktury. Dílčími cíli projektu jsou (i) vývoj nových fotoelektricky citlivých materiálů, (ii) studium vztahů mezi jejich strukturou a elektrickými a optickými vlastnostmi a (iii) využití získaných znalostí k návrhu nových typů organických solárních článků a ke zlepšení funkčních parametrů článků založených na tradičních anorganických materiálech.
Ministerstvo průmyslu a obchodu
MPO FR-TI1/619: Modifikace technologií depozice pasivačních a antireflexních vrstev metodou PECVD pro podmínky vertikálního reaktoru
Procesy plazmatické depozice tenkých dielektrických vrstvev mají široké aplikační možnosti v oblasti polovodičového průmyslu a ve výrobě krystalických křemíkových solárních článků. Vrstvy deponované procesem PECVD dosahují vysoké kvality elektronických vlastností a vysokou úroveň vizuálního vzhledu. Vertikální depoziční pec se vyznačuje několika přednostmi - zmenšení potřebné plochy, jednodušší manipulace s procesními substráty a lepšími procesními parametry. Projekt je rovněž zaměřen na výzkum a vývoj v oblasti využití PECVD procesů v technologii výroby struktur krystalických křemíkových solárních článků. S použitím PECVD procesů budou vyvinuty solární články s účinností nad 18% a solární články pro speciální aplikace.
MPO FR-TI1/574: Fotovoltaický panel nové generace
Projekt je zaměřen na efektivní přeměnu sluneční energie na energii elektrickou. Fotovoltaický panel nové generace je založen na vnitřním koncentrátoru difrakčního typu a křemíkovém čipu malé velikosti. Projekt zahrnuje postupné hierarchické řešení fotovoltaického elementu, článku, a panelu.
MPO FR-TI1/305: Aplikace laserových technologií do procesu výroby krystalických křemíkových solárních článků
Použití laserových technologií při výrobě solárních článků je jednou z cest zvýšení konverzní účinnosti a zároveň přináší snížení časové náročnosti některých technologických operací. Laserové procesy nachází využití především u selektivní strukturalizace vrstev, řezání, rýhování a vrtání otvorů. Projekt se zabývá výzkumem působení laserového svazku na křemíkový substrát a optimalizací parametrů opracování pro průmyslové využití. Projekt je dále zaměřena na transfer poznatků z výzkumu do návrhu a realizace prototypu multifunkčního zařízení pro laserové procesy v průmyslovém měřítku. MPO FR-TI1/599: Návrh procesu jednostranného leptání křemíkové desky pro použití v technologické výrobě fotovoltaických solárních článků. Výsledkem zavedení procesu jednostranného leptání křemíkové desky do technologie výroby solárních článků je zvýšení konverzní účinnosti a snížení nákladů na vyrobený solární článek.
MPO FR-TI1/168: Barevné solární články s vysokou účinností pro architektonické aplikace
Různý barevný vjem křemíkových solárních článků je v současnosti dosahován změnou tloušťky povrchové dielektrické vrstvy na bázi SiNx v kombinaci z jednodušší strukturou morfologie přední strany článků. Tato koncepce má za následek až 30%-ní pokles konverzní účinnosti solárních článků (dle požadovaného barevného vjemu). Další nevýhodou jsou omezené možnosti z hlediska počtu výsledných "barev" článků. Předkládaný projekt řeší danou problematiku designu struktur a výroby barevných solárních článků s konverzní účinností nad 15% použitím specifické morfologie Si povrchů a multivrstvé dielektrické struktury s požadovaným optickým vjemem (maximálně 4 vrstvy na bázi SiOx a SiNx) s minimální optickou odrazivostí v celém zbytku využitelného spektrálního oboru solárních článků a maximalizací interní odrazivosti obou křemíkových rozhraní pro vysokou kvantovou účinnost v blízké infračervené oblasti optimalizací morfologie zadního křemíkového povrchu.
MPO FR-TI1/603: Implementace efektivní technologie nanášení tenkých pasivačních a antireflexních vrstev do výroby krystalických solárních článků.
Pasivační a antireflexní vrstvy solárních článků vyráběných firmou Solartec jsou v současnosti realizovány stechiometrickým nitridem křemíku (Si3N4), rostoucím na křemíkových substrátech za podmínek nízkého tlaku a velmi vysokých teplot (900C) z plynné fáze dichlorsilanu a čpavku. Vysoké procesní teploty mají za následek nevratnou degradaci elektronických vlastností výchozích substrátů, které v důsledku výrazně omezují výslednou účinnost solárního článku. Předkládaný projekt řeší problematiku depozice tenkých pasivačních a antireflexních vrstev výzkumem v oblasti technologie, založené na bázi magnetronového naprašování. V podmínkách nizkoteplotního plazmatu je možné realizovat depozice široké škály vhodných materiálů, kde výhodou je především kontrolovatelnost celého procesu, určení přesného složení vytvářených vrstev a snadná reprodukovatelnost. Součástí projektu je i výzkum nechemického čištění křemíkových desek těsně před depozicí za pomoci vodíkových radikálů aktivovaných plazmatem.
MPO 2A-1TP1/075: Výzkum vysokoteplotních procesů v technologii výroby solárních článků
Projekt řeší problematiku ekonomické a ekologické technologie výroby vysokoteplotních procesů pro výrobu polovodičových struktur solárních článků od návrhu kontsrukce, výroby a testování některých vysokoteplotních reaktorů (včetně vývoje, či inovací dílčích komponent a zařízení) přes úpravu materiálových vlastností křemíkových substrátů, odladění vlastností PN přechodů a antireflexních a pasivačních vrstev až po finální testování vyrobených struktur. Hlavním cílem projektu je jednak výzkum a vývoj polovodičové struktury solárních článků s potenciálem dosažení vysoké konverzní účinnosti (19%) a zároveň výzkum, vývoj a odzkoušení prototypu nového výrobního zařízení pro polovodičové technologie, difúzní pec s vertikální reakční zónou.
MPO FT-TA4/115: Výzkum technologie monitorování termodynamické rovnováhy bilančními senzory a její průmyslové aplikace
Projekt TANDEM-BASEMO je orientován od výzkumu přes ověření k realizaci nových universálních bilančních termodynamických prvků pro indikátory, ochrany, senzory a obvody pro bilanční monitoring, měřící a regulační systémy pro široké všeobecné a některé specifické potřeby průmyslu. Jmenovitě jde o indikátor zmrzlé vody u oběhového kola čerpadel PHM, indikátor průniku vody do olejové lázně stacionárních a ponorných čerpadel a míchadel, indikátor běhu na sucho u vřetenových čerpadel, bilanční nezávislé zónové topidlo průběžných pecí, autonomní natáčecí zařízení proti slunci, nezávislý termodynamický regulátor otáček chladicích ventilátorů a nezávislé měřidlo okamžité, průměrované a celkové sluneční aktivity pro experimentální stanovení účinnosti přeměny energie solárních článků. V tomto projektu připravená a prakticky ověřená řada bilančních termodynamických členů přinese specifické tržní výhody tradičním českým průmyslovým finálním produktům. To je cesta k obnovení jejich exportní způsobilosti.
Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy
Projekt 1M06031: Materiály a komponenty pro ochranu životního prostředí
Hlavním cílem je vývoj metod, technologií a materiálů, které budou sloužit k významnému omezení znečišťování životního prostředí, které nabývá hrozivých rozměrů s velmi nepříjemnými globálními dopady. Jedná se především o omezení exhalací produkovaných automobily a o exhalace vznikající při výrobě elektrické energie spalováním fosilních a tekutých paliv. Budou vyvinuty technologie, materiály a komponenty zařízení, které velice účinně sníží škodlivé exhalace produkované automobilovými vozidly do ovzdušíataké budou vyvinuty zejména technologie a materiály, které budou sloužit k zvýšení efektivity přeměny sluneční energie na energii elektrickou a to jak pomocí fotovoltatických článků tak i větrných elektráren. Současný stav vývoje fotovoltatických člán ků na bázi polovodičových vrstev z amorfního křemíku zaručuje účinnost přeměny až 13%. Využitím tenkovrstvové technologie systémů 2. a 3. generace, popřípadě nano-technologie lze jejich účinnost až násobně zvýšit.
Evropské projekty
-
FP7-PEOPLE-ITN-2008: Materials and Interfaces for Energy Conversion and Storages
- Bridge the gap between advanced R&D results in nano technology and industrial (mass) production
- Demonstrate introduction of nanotech into high impact application areas
- Establish a sustainable network of leading European players
- Industrial oriented R&D
- Equipment supplier
- End-user industries
There is a conconsensus today that supplying a growing world population with energy is one of the biggest – if not the biggest – challenge mankind is facing in the 21st century. The reasons for this are numerous and are among others related to the observation that energy is critical to human development, including economic growth, equity and employment, and that fossil fuels – our current energy backbone – are slowly but inevitably declining. This generates an increasing demand of well-educated young scientists knowledgeable in materials science for energy conversion and storage, because a central problem for all forms of energy is their efficient generation or conversion as well as energy storage with sufficiently high density (e.g., hydrogen or biofuels). In this broader context, the proposed Marie Curie Initial Training Network (ITN) "MATCON" will concentrate on the following topics of fundamental importance:photo-electrochemical generation of hydrogen by water splitting, bio-inspired and biomimetic energy conversion, Thermoelectric and thermoionic heat conversion for all of these topics, alternative or new materials and materials combinations will be necessary to improve the efficiency of energy conversion or to overcome existing problems with stability. Therefore, the Network will also put considerable emphasis on the tailoring and development of specific materials for electrodes, substrates and functional interfaces. This expertise will be of central importance for the successful implementation of the different research topics outlined above and, at the same time, provide an ideal basis for the training of the young researchers in state of the art materials science and semiconductor technology.
CP-IP 214134-2 N2P: Flexible production technologies and equipment based on atmospheric pressure plasma processing for 3D nanostructured surfacess
Outstanding progress has been made in recent years in developing novel structures and applications for direct fabrication of 3D nanosurfaces. However, exploitation is limited by lack of suitable manufacturing technologies. In this project we will develop innovative in-line high throughput technologies based on atmospheric pressure surface and plasma technologies. The two identified approaches to direct 3D nanostructuring are etching for manufacturing of nanostructures tailored for specific applications, and coating. The overall project aims are:
