|
|
Vývoj a inovace výrobních postupů funkčních vrstev tenkovrstvých solárních článků
Kadlec, Michal ; Vanýsek, Petr (oponent) ; Tauš, Peter (oponent) ; Vaněk, Jiří (vedoucí práce)
Disertační práce se zabývá skupinou tenkovrstvých fotovoltaických článků založených na barvivových nebo perovskitových absorpčních vrstvách světelné energie. Principiální funkčnost článku je založena na zachycení světla barvivem na fotosenzitizované polovodičové anodě s následnou regenerací barviva pomocí elektrolytu. V našem výzkumu se věnujeme přípravě a optimalizaci perovskitových solárních struktur na bázi TiO2/CH3NH3PbI3. Celkově bylo vyrobeno šest sérií experimentálních solárních článků s perovskitovou strukturou. První dvě série byly realizované podle chemického vzorce CH3NH3PbI3. U ostatních sérií jsme aplikovali teorii přidaného chlóru, čímž vznikl výsledný chemický vzorec CH3NH3PbI3Cl2. Definovali jsme požadavky na vytvoření aktivní perovskitové struktury v článku a určili jeho fotovoltaické vlastnosti v závislosti na složení.
|
|
|
Perovskitové materiály
Gavranović, Stevan ; Zmeškal, Oldřich (oponent) ; Pospíšil, Jan (vedoucí práce)
Bakalářská práce je zaměřena na studium elektrických vlastností perovskitových monokrystalů připravených metodou inverzní teplotní krystalizace (ITC). Měření byla provedena na organicko-anorganickém monokrystalu MAPbBr3 a na kompletně anorganickém monokrystalu CsPbBr3. Metodou rentgenové práškové analýzy (XRD) byla potvrzena krystalická struktura a chemické složení připravených monokrystalů. Pomocí slunečního simulátoru byly naměřeny stejnosměrné voltampérové charakteristiky, ze kterých metodou POPN byly stanoveny děrové pohyblivosti jednotlivých krystalů. Dále byly měřeny závislosti dielektrické permitivity na frekvenci při střídavém proudu. Monokrystal MAPbBr3 vykazoval lepší elektrické vlastnosti, tedy vyšší děrové pohyblivosti, než monokrystal CsPbBr3.
|
|
|
Reologické vlastnosti gelů pro Pechiniho syntézy
Wirthová, Michaela ; Ptáček, Petr (oponent) ; Zmrzlý, Martin (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá přípravou vrstev keramických materiálů – perovskitů. V úvodní části jsou stručně popsány základní charakteristiky těchto materiálů – jejich struktura, vlastnosti a z nich vycházející využití těchto materiálů. Dále je detailně rozebrána v současné době nejpoužívanější metoda přípravy, Pechiniho syntéza. Zejména je diskutován optimální molární poměr jednotlivých reagujících komponent vedoucí ke vzniku perovskitových struktur. Vliv tohoto poměru na reologické vlastnosti prekurzorového gelu uzavírá teoretickou část práce. V experimentální části práce je popsána příprava gelů vzniklých reakcí kyseliny citrónové a ethylenglykolu a gelů připravených Pechiniho syntézou. U gelů jsou změřeny reologické vlastnosti (hustota, viskozita a povrchové napětí), navíc u gelů vzniklých reakcí kyseliny citrónové a ethylenglykolu je stanovena teplotní závislost tokových vlastností. Dále je stanoveno množství dusičnanů v gelech připravených Pechiniho syntézou. Konečně je také úspěšně provedena příprava perovskitových vrstev na keramickém substrátu, které jsou pozorovány jednak pomocí optického mikroskopu a jednak pomocí elektronového mikroskopu.
|
|
|
Studium degradace perovskitových solárních článků
Hrbková, Silvie ; Novák, Vítězslav (oponent) ; Vala, Martin (vedoucí práce)
Práce se zabývala studiem degradace perovskitových fotovoltaických článků při jejich uložení v atmosférách s odlišnou vlhkostí. Byly připraveny fotovoltaické články s inverzní strukturou ITO/ PEDOT:PSS/ CH3NH3PbI3–XClX/ PC70BM/ Ca/ Al. Po dobu 2 měsíců byly měřeny jejich elektrické charakteristiky. U všech vzorků byl sledován podobný trend degradace. Doba, za kterou došlo k poklesu účinnosti konverze PCE na 20 % původní hodnoty v laboratorní atmosféře činilo t80= 46±3 dní, v dusíkové atmosféře t80=23±1 dní a v suché atmosféře t80=25,7±0,6 dní. Prvních 27 dní experimentu probíhala rychlejší degradace spojena s poklesem parametrů ISC, FF i VOC. Poté se hodnota FF ustálila na 0,777±0,009 % a hodnota VOC na 0,70±0,02 % své původní hodnoty (v laboratorní atmosféře). Další pokles účinnosti konverze byl zapříčiněn pouze poklesem ISC a byl pomalejší. Ze získaných výsledků vyplynulo, že enkapsulace tvořila po dobu experimentu dostatečnou ochranu proti vnější vlhkosti. Za původ probíhající degradace byla označena zbytková vlhkost ve struktuře fotovoltaických článků, která se do ní dostala při přípravě s hygroskopickou vrstvou PEDOT:PSS. Dále byla provedena měření absorpčních spekter fotovoltaických článků, která v průběhu jejich degradace nevykázala změnu. Lze tedy vyloučit snížení hodnoty ISC vlivem snížení absorpce dopadajícího záření. Práce se také zabývala degradací perovskitového fotovoltaického článku při ozařování. Vzorky byly po dobu 55,5 hodin vystaveny UV záření. Čas, za který došlo k poklesu PCE o 80 % byl t80 = 6±2 dní. Bylo zjištěno, že UV záření významně urychluje pokles parametru ISC.
|
|
|
Vysoce porézní keramické oxidové materiály pro environmentální katalýzu
Husťák, Miroslav ; Částková, Klára (oponent) ; Cihlář, Jaroslav (vedoucí práce)
Vodík je považován za nejnadějnější surovinu pro náhradu fosilních paliv. Většina vodíku se v současné době vyrábí reformací metanu, pro kterou je potřeba používat katalyzátory z drahých kovů. Tato diplomová práce proto zkoumá perovskitové materiály SmCoO3, Sm0,8Ca0,2CoO2,9, SmCo0,8Al0,2O3 a Sm0,8Ca0,2Co0,8Al0,2O2,9, které by mohly sloužit jako katalyzátory při výrobě vodíku pomocí reformace metanu. K reformaci metanu dochází na povrchu katalyzátoru, a proto je žádoucí dosáhnout co největšího specifického povrchu materiálu. Z toho důvodu byly tyto materiály připravovány dvěma typy sol-gel procesu, u kterých se očekává, že umožní připravit tyto materiály s velkým specifickým měrným povrchem. V průběhu práce bylo následně sledováno, jak způsob syntézy ovlivňuje strukturu a katalytické vlastnosti u jednotlivých materiálů. Nejlepší výsledky vykazoval materiál SmCo0,8Al0,2O3 připravený propylenoxidem řízenou sol-gel syntézou, který při měření katalytické aktivity vykazoval 99% konverzi metanu.
|
|
| |
|
|
Charakterizace vlastností perovskitovských fotovoltaických článků
Henek, Tomáš ; Vaněk, Jiří (oponent) ; Novák, Vítězslav (vedoucí práce)
Semestrální práce se zabývá problematikou perovskitových solárních článků. Popisuje strukturu perovskitu a část historie solárních článků, která vedla k použití perovskitu jako absorpční vrstvy. Dále jsou rozebrány metody impedanční spektroskopie, jednotlivé metody fotospektroskopie a měření zátěžových charakteristik. V práci jsou sumarizovány již provedené analýzy perovskitových článků s popisem jejich měření a rozborem výsledků. V praktické části jsou provedena měření pro vyhodnocení vlivu topologie a vlnové délky na vlastnosti článku.
|
|
|
Studium kinetiky procesu krystalizace perovskitů a jejich prekurzorů
Sršeň, Bohdan ; Gavranović, Stevan (oponent) ; Zmeškal, Oldřich (vedoucí práce)
Tato práce se zaměřuje na vlastnosti perovskitových materiálů a zkoumá postupy přípravy vrstev, popřípadě monokrystalů těchto materiálů. Důraz je kladen na analýzu elektrických a optických vlastností perovskitů. Experimentální část práce se zaměřuje na přípravu vrstev perovskitových materiálů a následné měření jejich elektrických vlastností v průběhu krystalizace a po dokončení procesu krystalizace. Připravené vzorky jsou makroskopické, díky interdigitální struktuře elektrod, kvůli které se zajistí velká aktivní plocha. Zvláštní pozornost je věnována vlivu nanočástic na krystalizační proces a výsledné voltampérové (VA) charakteristice připravených vzorků. Důležité je porozumět, jak přítomnost nanočástic ovlivňuje krystalizaci a elektrické vlastnosti perovskitových vrstev. Tyto informace jsou nutné pro další optimalizaci procesů přípravy a vylepšení výkonu perovskitových materiálů v jejich výsledných aplikacích. Práce přináší přehled o vlastnostech perovskitů a jejich přípravě. Výsledky experimentů poskytují důležité poznatky o vztahu mezi nanočásticemi, krystalizací a elektrickými charakteristikami perovskitových vrstev.
|
|
|
Vývoj a inovace výrobních postupů funkčních vrstev tenkovrstvých solárních článků
Kadlec, Michal ; Vanýsek, Petr (oponent) ; Tauš, Peter (oponent) ; Vaněk, Jiří (vedoucí práce)
Disertační práce se zabývá skupinou tenkovrstvých fotovoltaických článků založených na barvivových nebo perovskitových absorpčních vrstvách světelné energie. Principiální funkčnost článku je založena na zachycení světla barvivem na fotosenzitizované polovodičové anodě s následnou regenerací barviva pomocí elektrolytu. V našem výzkumu se věnujeme přípravě a optimalizaci perovskitových solárních struktur na bázi TiO2/CH3NH3PbI3. Celkově bylo vyrobeno šest sérií experimentálních solárních článků s perovskitovou strukturou. První dvě série byly realizované podle chemického vzorce CH3NH3PbI3. U ostatních sérií jsme aplikovali teorii přidaného chlóru, čímž vznikl výsledný chemický vzorec CH3NH3PbI3Cl2. Definovali jsme požadavky na vytvoření aktivní perovskitové struktury v článku a určili jeho fotovoltaické vlastnosti v závislosti na složení.
|
|
|
Optická charakterizace nanostruktur perovskitů
Urban, Jakub ; Kvapil, Michal (oponent) ; Dvořák, Petr (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá optickou charakterizací nanokrystalů CsPbBr3, jež patří do skupiny materiálů zvaných perovskity vykazujících vysokou kvantovou účinnost fotoluminiscence (PL). V rámci této práce byl vytvořen algoritmus pro korelaci experimentálních dat naměřených metodou PL mapování z morfologickými a topografickými vlastnostmi pořízené pomocí rastrovací elektronové mikroskopie (SEM) a mikroskopie atomárních sil (AFM), který umožňuje detekovat jednotlivé nanokrystaly a analyzovat jejich spektra. Speciálně byly nalezeny krystaly, jejichž tvar lze aproximovat pomocí kvádrů, u kterých byla zjištěna objemová závislost těžiště jejich PL s úměrou V^(2/3), jak předpovídá teoretický model. Provedeno byla také měření závislosti PL na teplotách v rozsahu 40–60 °C, v němž byla pro toto rozmezí teplot potvrzena lineární závislost šířky luminiscenční píku v polovině maxima (FWHM), která roste s rostoucí teplotou, a naopak nezávislost těžiště PL na teplotě.
|
host ::
RSS.