Submit to FacebookSubmit to Google PlusSubmit to TwitterSubmit to LinkedIn

ΘΕΡΜΙΚΗ ΑΝΟΠΤΗΣΗ ΣΕ ΜΙΓΜΑΤΑ ΠΟΛΥΜΕΡΩΝ-ΦΟΥΛΕΡΕΝΙΩΝ

Τα εύκαμπτα φωτοβολταϊκά συστήματα είναι μία από τις πρώτες εφαρμογές της νανοτεχνολογίας που βασίζονται σε νέα οργανικά πολυμερικά υλικά.

Σε αντίθεση με τα συμβατικά φωτοβολταϊκά, μπορούν να τοποθετηθούν οπουδήποτε, από την πιο μικρή επιφάνεια (π.χ. τσάντες) μέχρι και να καλύψουν ουρές χιλιομέτρων.

Διπλώνουν σαν χαρτί, είναι εύκαμπτα, προσφέρουν ενεργειακή αυτονομία και έχουν χαμηλό κόστος. Το μυστικό βρίσκεται στις σύνθετες οργανικές μεμβράνες - υμένια που είναι η καρδιά της νέας αυτής ηλιακής τεχνολογίας.

Ο κ. Παναγιώτης Καραγιαννίδης, υποψήφιος διδάκτορας του Α.Π.Θ., βραβεύτηκε με το 1ο βραβείο νέου επιστήμονα σε συμπόσιο του European Materials Research Society 2010, στο Στρασβούργο, για την εργασία του, που αναφέρεται στην επίδραση της ανόπτησης στις νανομηχανικές και δομικές ιδιότητες λεπτών υμενίων ετεροδομών πολυμερούς - φουλερενίων, οι οποίες χρησιμοποιούνται ως το ενεργό στρώμα στα οργανικά φωτοβολταϊκά για την απορρόφηση του ηλιακού φωτός και τη μετατροπή του σε ηλεκτρική ενέργεια.

Λεπτά, εύκαμπτα και ανθεκτικά οργανικά φωτοβολταϊκά

ΒΕΛΤΙΩΤΙΚΕΣ ΠΑΡΕΜΒΑΣΕΙΣ ΣΕ ΟΡΓΑΝΙΚΑ ΥΛΙΚΑ

Τα ημιαγώγιμα πολυμερή σε συνδυασμό με τα φουλερένια αποτελούν ίσως τα πιο ελπιδοφόρα υλικά για εφαρμογή σε οργανικά φωτοβολταϊκά. Απορροφούν το ηλιακό φως απελευθερώνοντας ηλεκτρόνια, τα οποία δεσμεύονται από τα φουλερένια και προωθούνται στο ηλεκτρικό κύκλωμα. Η αποτελεσματικότητα των οργανικών φωτοβολταϊκών είναι άμεσα συνδεδεμένη με τη δομή και τη μορφολογία του μίγματος, ενώ οι νανομηχανικές ιδιότητες επηρεάζουν τη διάρκεια ζωής του φωτοβολταϊκού στοιχείου.

Στην παρούσα έρευνα μελετήθηκε η επίδραση της θερμικής ανόπτησης (παραμονή του υλικού σε ορισμένη θερμοκρασία και συγκεκριμένο χρόνο - thermal annealing ) στη δομή και τη μορφολογία του ενεργού μίγματος. Με τη χρήση διαφόρων τεχνικών Μικροσκοπίας Ατομικών Δυνάμεων (AFM) όπως η τεχνική Atomic Force Acoustic Microscopy (AFAM) και με τη λήψη των καμπύλων δύναμης - μετατόπισης, είναι δυνατή η χαρτογράφηση της σκληρότητας της επιφάνειας των λεπτών υμενίων και η μελέτη της τοπικής νανομηχανικής τους συμπεριφοράς, καθώς επίσης και η ταυτοποίηση των φάσεων όπως αυτές δημιουργούνται με την θερμική κατεργασία. Ο διαχωρισμός των δύο φάσεων σε συγκεκριμένη κλίμακα (?10nm) παίζει καθοριστικό ρόλο στην απόδοση της φωτοβολταϊκής διάταξης. Για τον καλύτερο χαρακτηρισμό των ετεροδομών αυτών στην νανοκλίμακα απαιτούνται νέες τεχνικές χαρακτηρισμού. Ο συνδυασμός της νανομηχανικής μελέτης με την λήψη διαγραμμάτων ακτίνων-Χ, αποτελεί μiα εναλλακτική μεθοδολογία χαρακτηρισμού των υλικών αυτών. Ωστόσο, υπάρχουν ακόμη πολλά βήματα που πρέπει να γίνουν για τη βελτίωση της απόδοσης και διάρκειας ζωής των νέων οργανικών φωτοβολταϊκών στοιχείων.

European Materials Research Society, 2010

Η διάκριση από την E-MRS αφορά στην εργασία του υποψήφιου διδάκτορα Παναγιώτη Καραγιαννίδη του τμήματος Φυσικής του Α.Π.Θ. με θέμα την επίδραση της ανόπτησης στις νανομηχανικές ιδιότητες και τη δομή λεπτών υμενίων πολυμερούς - φουλερενίων (P3HT:PCBM). Η εργασία εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Λεπτών Υμενίων Νανοσυστημάτων & Νανομετρολογίας (LTFN) υπό την επίβλεψη του καθ. Στέργιου Λογοθετίδη.

Η E-MRS διοργανώνει επιστημονικές συναντήσεις, με περίπου 2.500 συμμετέχοντες κάθε χρόνο, όπου παρουσιάζονται οι τελευταίες τεχνολογικές εξελίξεις των λειτουργικών υλικών με απώτερο σκοπό τις αποτελεσματικές εταιρικές σχέσεις μεταξύ βιομηχανιών και ερευνητικών εργαστηρίων, καθώς και τη συνεργασία με φορείς χρηματοδότησης.

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

Παναγιώτης Καραγιαννίδης, υποψήφιος διδάκτορας Α.Π.Θ.

Σπύρος Κασσαβέτης, μεταδιδακτορικός ερευνητής Α.Π.Θ., Χαράλαμπος Πιτσαλίδης, υποψήφιος διδάκτορας Α.Π.Θ.

Επικεφαλής ερευνητικής ομάδας: Στέργιος Λογοθετίδης, καθηγητής στο τμήμα Φυσικής Α.Π.Θ., υπεύθυνος στο ερευνητικό Εργαστήριο Λεπτών Υμενίων - Νανοσυστημάτων & Νανομετρολογίας - LTFN

http://ltfn.physics.auth.gr/ http://www.physics.auth.gr