Schválené projekty 2016

Rozdělení přidělené dotace z MŠMT na specifický vysokoškolský výzkum po fakultách se zohledněním celoškolských pracovišť na rok 2016

Celková přidělená částka z MŠMT na specifický vysokoškolský výzkum na VŠB-TUO - 55 896 914 Kč

Z toho 2.5% - 1 397 423 Kč - úhrada způsobilých nákladů spojených s organizací SGS

fakulta přidělená částka v Kč
FBI  1 270 231
EKF  4 459 400
FAST  2 765 016
FS  9 344 371
FEI 13 781 413
HGF  5 130 549
FMMI  7 000 000
VC 10 748 511
CELKEM 54 499 491

KódSP2016/79
Název projektuIn-situ optická charakterizace materiálů při přípravě vzorků pro fotovoltaické nanostruktury
ŘešitelGelnárová Zuzana Ing., Ph.D.
Školitel projektudoc. Dr. Mgr. Kamil Postava<br />
Období řešení projektu01.01.2016 - 31.12.2016
Předmět výzkumuProjekt navazuje na úspěšnou spolupráci [1, 2] s Laboratoire de Physique des Interfaces et des Couches Minces (LPICM), CNRS, École Polytechnique, Université Paris-Saclay, která je předním francouzským výzkumným pracovištěm v problematice fotovoltaiky.

Sluneční energie se řadí mezi obnovitelné zdroje a její využívání je plně v souladu s politikou trvale udržitelného rozvoje. K přímé konverzi solární energie na energii elektrickou se používají fotovoltaická zařízení. Klíčové pro uplatnění těchto zařízení na trhu je snižování výrobních nákladů a zvyšování jejich účinnosti. Za tímto účelem se vyvíjejí nové materiály a nanostruktury. Příkladem jsou solární články s radiálním polovodičovým přechodem na bázi křemíkových nanodrátků.

Principiální výhodou solárních článků s radiálním polovodičovým přechodem je oddělení absorpce světla od separace nosičů náboje. Křemíkové nanodrátky jsou připravovány pomocí Vapor-Liquid-Solid (VLS) metody katalyzované kovovými nanočásticemi, která umožňuje jejich depozici na levné skleněné a kovové substráty při nízkých teplotách [3]. Koncept těchto solárních článků tak v sobě spojuje výhody silného zachycení a absorpce světla díky texturovanému povrchu s nízkými výrobními náklady. Výsledná účinnost těchto článků je navíc zvýšena díky lepšímu odvodu vytvořených nábojů k elektrodám po kratší dráze v radiálním směru a zvýšením absorpce pomocí navýšení množství absorbujícího materiálu depozicí na delší nanodrátky.

Pro maximalizaci dosažené účinnosti je nezbytná příprava vzorků s optimálními parametry, jako jsou hustota, délka a průřez nanodrátků. Je tedy nutné detailně pochopit, jak tyto parametry souvisí s technologií přípravy a modelovat jejich vliv na výsledné optické vlastnosti vzorku. Pro úspěšnou výrobu kvalitních solárních článků je klíčové přesné řízení depozice jednotlivých materiálů. In-situ optická charakterizace je vhodným nástrojem pro sledování průběhu depozice, protože je rychlá, nedestruktivní a kompatibilní s výrobním procesem.
Tento projekt je zaměřen na vyvinutí postupů umožňujících kontrolu kvality materiálů během jejich růstu. Protože procesy probíhající během depozice jsou často velice složité, je třeba vyvinout pokročilé modely, které umožní identifikaci a kontrolu klíčových parametrů.

[1] Z. Mrázková, A. Torres-Rios, R. Ruggeri, M. Foldyna, K. Postava, J. Pištora, P. Roca i Cabarrocas, In-situ spectroscopic ellipsometry of microcrystalline silicon deposited by plasma-enhanced chemical vapor deposition on flexible Fe–Ni alloy substrate for photovoltaic applications, Thin Solid Films 571 (2014) 749–755.

[2] T. Kohut, K. Postava, Z. Mrazkova, M. Foldyna, P. Roca I Cabarrocas, M. Mičica, and J. Pištora, Modeling of Mueller matrix response from diffracting structures, J. Nanosci. Nanotechnol. 16 (2016) 1–5, doi:10.1166/jnn.2016.12553.

[3] S. Misra, L. Yu, M. Foldyna, P. Roca i Cabarrocas, High efficiency and stable hydrogenated amorphous silicon radial junction solar cells built on VLS-grown silicon nanowires, Solar Energy & Solar Cells 118 (2013) 90–95.

Členové řešitelského týmuIng. Přemysl Ciompa
Ing. Lukáš Halagačka, Ph.D.
Ing. Tomáš Kohut
Ing. Zuzana Gelnárová, Ph.D.
doc. Dr. Mgr. Kamil Postava
Specifikace výstupů projektu (cíl projektu)Cílem projektu je vyvinutí monitorovacích metod a postupů umožňujících kontrolu kvality materiálů během jejich růstu v rf-PECVD reaktoru.

Pro dosažení cíle je třeba uskutečnit následující kroky:
• spektroskopická elipsometrická měření referenčních vzorků pro určení optických konstant použitých materiálů
• vyvinutí metodiky pro elipsometrická měření texturovaných vzorků s náhodným uspořádáním
• analýza souborů elipsometrických dat získaných během přípravy nanodrátků in-situ a identifikace klíčových změn optických funkcí, které odpovídají jednotlivým fázím procesu růstu nanodrátků
• podrobná studie elipsometrických dat získaných během jednotlivých fází procesu přípravy nanodrátků in-situ se zaměřením na získání bližších informací o struktuře a geometrii vzorků
• porovnání získaných parametrů s výsledky transmisní a skenovací elektronové mikroskopie

Plánované výsledky a výstupy z projektu:
1) publikace dosažených výsledků a výpočetních postupů v mezinárodních impaktovaných vědeckých časopisech
2) získané výsledky budou prezentovány na mezinárodních konferencích a v rámci seminářů LPICM, École Polytechnique, Université Paris-Saclay ve Francii

Rozpočet projektu - uznané náklady

NávrhSkutečnost
1. Osobní náklady
Z toho
0,-0,-
1.1. Mzdy (včetně pohyblivých složek)0,-0,-
1.2. Odvody pojistného na veřejné zdravotně pojištění a pojistného na sociální zabezpečení a příspěvku na státní politiku zaměstnanosti0,-0,-
2. Stipendia37000,-37000,-
3. Materiálové náklady38000,-28266,-
4. Drobný hmotný a nehmotný majetek0,-0,-
5. Služby20000,-28255,-
6. Cestovní náhrady40000,-41479,-
7. Doplňkové (režijní) náklady max. do výše 10% poskytnuté podpory15000,-15000,-
8. Konference pořádané VŠB-TUO k prezentaci výsledků studentského grantu (max. do výše 10% poskytnuté podpory)0,-0,-
9. Pořízení investic0,-0,-
Plánované náklady150000,-
Uznané náklady150000,-
Celkem běžné finanční prostředky150000,-150000,-