Laboratoř syntézy a měření fotovoltaických nanomateriálů

Text

Laboratoř se dlouhodobě věnuje zkoumání tenkovrstvých materiálů pro fotovoltaické články zejména metodami měření absorpční hrany - buď metodou fototermální deflekční spektroskopie (PDS), měřením fotoproudu nebo také foto-luminiscence. Především měření fotoproudu má ve skupině tradici od 80. let, kdy RNDr.Milan Vaněček, CSc zavedl metodu konstantního fotoproudu CPM (Constant Photocurrent Method), kterou na přelomu tisíciletí nahradil metodou fourierovského měření FTPS (Fourier-Transform Photocurrent Spectroscopy). Obě tyto metody se staly ve světě všeobecně známé. Základním přístupem je studium absorpční hrany a absorpce v zakázaném pásu, která dává informaci o uspořádání polovodiče a o koncentraci hlubokých pastí. Toto studium vyžaduje vysokou citlivost měření, která je dosažitelná právě metodami PDS a FTPS. Výzkum byl zpočátku orientován zejména na tenkovrstvý amorfní a mikrokrystalický hydrogenovaný křemík, který zastává funkci absorbéru. Později se předmětem zájmu staly i polovodiče fungující jako průhledné elektrody zejména na bázi ZnO nebo diamantu, které navíc mohou mít formu nanostruktur. Skupina se zabývá i přípravou těchto nanostruktur a dokonce patentovala solární článek s nanostrukturovanou ZnO elektrodou. Kromě vyhodnocení nízkých absorpcí je metodami PDS a FTPS možné vyhodnotit spektrální optické vlastnosti v širokém oboru a například opticky simulovat vliv na funkci solárního článku, zejména pak se zahrnutím optického rozptylu způsobeného právě nanostrukturami. V poslední době se do popředí fotovoltaické technologie dostal nový materiál – hybridní organicko-anorganický perovskit CH3NH3PbI3. Od roku 2014, kdy jsme jako první změřili strmost absorpční hrany tohoto materiálu a ukázali souvislost s jeho kvalitou [S. De Wolf, J. Holovsky, et al., J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 1035.], se tento materiál stal novým předmětem zájmu této skupiny. Klíčová je spolupráce se skupinou ze Švýcarského Neuchatelu a se skupinou SOL-MAT Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze.