|
|
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.
|
|
|
Studium elektrických vlastností tenkých vrstev prekurzorů pro přípravu perovskitových fotovoltaických článků
Harna, Václav ; Pospíšil, Jan (oponent) ; Zmeškal, Oldřich (vedoucí práce)
Solární články na bázi perovskitových krystalických struktur představují slibnou budoucnost pro zlevnění obnovitelné solární energie. Vlastnosti perovskitových materiálů pro solární články s vysokou konverzí však nejsou zatím zcela známé. V této práci byla vyzkoušena a optimalizována metoda krystalizace za přítomnosti par anti rozpouštědla (AVC) pro přípravu krystalů a polykrystalických vrstev perovskitu tribromidu methylammoniumolovnatého (MAPbBr3). Touto metodou byly v kanálku mezi uhlíkovými elektrodami na destičce z polykyseliny mléčné (PLA) připraveny krystaly o velikosti nad 0,5 mm. Studium těchto krystalů proběhlo pomocí elektrodového systému připojeného k elektrodám PLA podložky. Měřením VA charakteristik bylo zjištěno, že se vodivost perovskitových krystalů zvyšuje s jejich velikostí, že jsou krystaly MAPbBr3 citlivé na světlo a teplotu. Zároveň byl monitorován samotný proces krystalizace z roztoku, ze kterého bylo zjištěno, že při krystalizaci v přítomnosti prekurzoru methylammoniumbromidu (MABr) dojde k jisté strukturní změně, která se projeví lokálním zvýšením vodivosti. Díky elektrodovému měřícímu systému, PLA destičce a optimalizaci procesu syntézy krystalů je nyní možné charakterizovat vlastnosti dalších perovskitových materiálů a jejich vlastností při různých podmínkách.
|
|
|
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.
|
|
|
Nuclear magnetic resonance of Pb(x)Ba(1-x)(FeNb)0.5O3 perovskites
Adamec, Martin ; Chlan, Vojtěch (vedoucí práce) ; Kohout, Jaroslav (oponent)
V rámci této práce byly změřené teplotní závislosti spekter jaderné magnetické rezonance izotopů 207 Pb, 137 Ba a 93 Nb v polykrystalických vzorcích PbxBa1-x(FeNb)0.5O3, kde x = 0 (BFN), 0.5 (PBFN), 1 (PFN) a v monokrystalickém vzorku Pb(FeNb)0.5O3 (PFN SC). Naměřená spektra jsou v práci analyzována. Teplotní závislosti spekter jaderné magnetické rezonance vykazovaly silné rozšiřování s klesající teplotou. Některé teplotní závislosti nesplňovaly předpokládanou charakteristiku. Možné hypotézy pro interpretaci takového chování jsou v práci diskutovány. Pravděpodobné rozložení kationtů Fe a Nb ve fázích PFN a BFN je odvozeno a na základě těchto rozdílů je zdůvodněný rozdíl v Néelových teplotách těchto fází.
|
|
|
Monokrystaly perovskitů pro detekci elektromagnetického záření
Gavranović, Stevan ; Novák, Vítězslav (oponent) ; Pospíšil, Jan (vedoucí práce)
Diplomová práce je zaměřena na studium detekce elektromagnetického záření pomocí perovskitových monokrystalů. Teoretická část se věnuje základům detekce a možnostem využití hybridních perovskitů pro detekci elektromagnetického záření v ultrafialové a viditelné oblasti spektra. Je zde uvedena i rešerše o detekčních parametrech publikovaných perovskitových fotodetektorů. Experimentální část se zabývá syntézou, studiem struktury a optických vlastností monokrystalů MAPbBr3 a elektrickou charakterizací fotodetektoru Au/MAPbBr3/Au. Základní parametry fotodetektorů (proudová citlivost, kvantová účinnost a měrná detektivita) jsou určeny na základě spektrálních a spínacích proudových odezev.
|
|
|
Studium dielektrických vlastností krystalů perovskitů
Mlčkovová, Hana ; Pospíšil, Jan (oponent) ; Zmeškal, Oldřich (vedoucí práce)
Předložená diplomová práce se zabývá přípravou monokrystalů perovskitů metodou inverzní teplotní krystalizace a následným studiem základních vlastností těchto hybridních organicko-anorganických materiálů, které mohou být využity v různých optoelektronických (fotodetektory, tranzistory, lasery, LED diody) či fotovoltaických aplikacích. Studováno bylo jejich chování v elektrickém poli metodou impedanční spektroskopie. Změřeny byly impedanční a kapacitně-napěťové (C-V) charakteristiky (frekvenční závislosti) za tmy a za světla. Z impedančních závislostí pro měření při 0 V napětí za tmy byl modelován ekvivalentní obvod a stanoveny jeho parametry a dielektrická konstanta. Z C-V závislostí byly Mott-Schottkyho analýzou stanoveny parametry – „flat-band“ potenciál U_"fb" a hustota nosičů náboje N_"C-V" , dále byl zjištěn parametr – tzv. Warburgův koeficient, který spolu s parametrem N_"C-V" byl použit k výpočtu difúzního koeficientu D.
|
|
|
Příprava nízkodimenzionálních inorganických perovskitů
Nedvěd, Matěj ; Dvořák, Petr (oponent) ; Musálek, Tomáš (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá perovskitem CsPbBr3. V práci jsou představeny jeho vlastnosti a různé způsoby přípravy nanostruktur tohoto anorganického perovskitu. Důraz je kladen zejména na fyzikální depozici napařováním pomocí efúzních cel. Jsou zde popsány provedené experimenty, jejichž cílem je příprava nanokrystalů a nanodrátů, a následná analýza jejich morfologie, složení a optických vlastností. Je zde studován vliv elektronového paprsku a dlouhodobé působení vzduchu na optické vlastnosti. Zároveň je zde představen koncept experimentu, jehož výsledkem by mělo být nahrazení olova v perovskitové struktuře cínem.
|
|
|
Synthesis and Study of Nano-Structured Perovskites for Applications in Organic Electronics
Jančík Procházková, Anna ; Kuřitka, Ivo (oponent) ; Částková, Klára (oponent) ; Krajčovič, Jozef (vedoucí práce)
Diversity and unique properties, such as exceptionally high photoluminescence quantum yields (PLQYs), predetermine metal halide perovskite nanoparticles (PNP) to be applied in optoelectronic and photonic devices. In this work, nature-inspired capping agents were employed not only for the PNP stabilization but also for modifying their surface to broaden the functionality of the resulting material. In the very beginning, a ligand-assisted precipitation technique was optimized for the preparation of the PNP. Here, adamantane-1-amine (AdNH2) alongside hexanoic acid (HeA) were chosen as capping agents for nanoparticles stabilization and passivation. It was demonstrated that the choice of the solvent system and the precipitation temperature have a crucial effect on the resulting optical properties of the colloidal solutions. Simultaneously, the influence of concentration of precursor chemicals on the resulting morphology and optical properties was investigated. Also, different carboxylic acids were tested as capping agents among AdNH2 and the colloidal stability of the resulting colloidal solutions was evaluated. To demonstrate the diversity of the ligand-assisted precipitation technique of PNP preparation, L-lysine and L-arginine were employed initially for the surface passivation. As a result, colloidal solutions with emission within a narrow bandwidth of the visible spectrum and remarkable photoluminescence quantum yield (PLQY) close to 100% were obtained. Blocking -amino group of L-lysine by tert-butoxycarbonyl group suggested preferential binding of the side chain of L-lysine to the perovskite core. Furthermore, defined amounts of water were added into the precursor solutions which caused shifts of emission spectra due to quantum confinement effects. Water molecules were assumed to form highly mobile species leading to the enhancement of controlling the perovskite lattice growth. Merging perovskite nanomaterials with peptides are expected to pave a way to the new class of materials possessing exceptional optoelectronic properties alongside self-assembly and sensing abilities. As a proof-of-concept, a cyclic(RGDFK) pentapeptide was used for PNP stabilization. However, peptides are known for their sensitivity to their environment. Therefore, peptide nucleic acid (PNA) was used for PNP stabilization as a robust artificial analogue for deoxyribonucleic acid (DNA). Here, optical properties of thymine-based PNA monomer and trimer stabilized PNP were studied. Additionally, the sensing ability of the PNA ligand for adenine moiety was demonstrated by photoluminescence quenching via charge transfer. We envision that combining the unique tailored structure of PNA and the prospective optical features of PNP could expand the applications especially in the field of optical sensing devices.
|
|
|
Příprava keramických materiálů pro piezoelektrické aplikace
Karkuszová, Karina ; Spusta, Tomáš (oponent) ; Částková, Klára (vedoucí práce)
Diplomová práca sa zaoberá prípravou a spracovaním bezolovnatej piezokeramiky s perovskitovou štruktúrou. Pomocou syntézy v pevnej fáze (SSR) a syntézou v kvapalnej fáze (sol-gel) bol pripravený prášok draselno-sodného niobátu (KNN). Prášky boli tvarované pomocou jednoosého a izostatického lisovania a ďalej sintrované. Na sintrovaných vzorkách bola stanovená hustota, veľkosť zŕn a morfológia štruktúry. Za štandard bol zvolený prášok, pripravený reakciou v pevnej fáze sintrovaný v klasickej peci, na ktorom sa podarilo vďaka optimalizácii sintrovacieho cyklu dosiahnuť maximálnej hustoty 93 %TH. Optimalizácia sintrovania zahrňovala homogenizačný krok pri 950°C, ktorý podporil správny vývoj fázového zloženia a mikroštruktúry, nasledovalo sintrovanie pri 1120°C. Tento prístup bol ďalej využitý pre sintrovanie KNN prášku pripraveného sol-gel metódou. Maximálna dosiahnutá hustota sol-gel KNN prášku pri konvenčnom sintrovaní bola 92 %TH. Pre ďalšie porovnanie boli vzorky KNN SSR a sol-gel sintrované pomocou SPS (plazmové sintrovanie), ktoré zvýšilo ich výslednú hustotu na 97 %TH. Na vybraných vzorkách SSR s čistým fázovým zložením ((K0,5Na0,5)NbO3) bola odmeraná orientačná hodnota piezolektrického koeficientu d33 (pC/N), najvyššia sa pohybovala okolo 100 pC/N.
|
|
|
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.
|
host ::
RSS.