על המחקר
כמות האנרגיה הסולרית אשר מגיעה לכדור הארץ מן השמש בשעה אחת בלבד (4.3*1020J) עולה על כמות החשמל הנצרכת בכל כדור הארץ בשנה שלמה (4.1*1020J) . ישנו פער עצום בין השימוש שלנו כיום באנרגיה סולרית, לעומת הפוטנציאל הגדול הלא מפותח של כמות האנרגיה הסולרית אשר ניתן להפיק מן השמש.
ניתן להפיק 20 טרה וואט של חשמל על ידי כיסוי מזערי של 0.16% מפני השטח של כדור הארץ בתאים סולריים בעליי 10% יעילות.
המחקר בקבוצתו של פרופ' ליעוז אתגר מתמקד בפיתוח של ננו-מבנים וחומרים מולקולריים חדשים לפיתוח של תאים סולריים חדשניים, מדור שלישי. בנוסף לכך המחקר מתמקד בחומרים פונקציונליים לאפליקציות של אנרגיה סולרית, פליטת אור, ייצור ואפיון של התקנים אופטואלקטרונים
תחומי המחקר במעבדה
תאים סולריים מבוססי פרובסקייט בעלי אלקטרודת פחמן
המחקר במעבדה מתמקד במוליך למחצה הנקרא פרובסקייט. הפרובסקייט הינו חומר היברידי המורכב מחלקים אורגניים ואי אורגניים. לפרובקייט תכונות בליעת אור , הפקת אנרגיה ופליטת אור כתוצאה מהפעלת מתח כתלות בהרכב הכימי. במעבדה אנו מתמחים בהכנת חומר זה, איפיונו והטמעתו בהתקנים אופטואלקטרונים כגון תאים סולריים, ולדים.
תאים סולריים מבוססי פרובסקייט בעלי אלקטרודת פחמן:
מבנה תא סולרי זה מציע מגוון יתרונות כגון: עליות ייצור נמוכות, התאמה לתהליכי ייצור מסחריים ומבנה יציב אשר משמש אלטרנטיבה למבנה הנפוץ בחקר תאים סולריים מבוססי פרובסקייט.
חילוף הלידים בפאזת מצב מוצק של שכבת פרובסקייט קריסטליני בתאים סו
:חילוף הלידים בפאזת מצב מוצק של שכבת פרובסקייט קריסטליני בתאים סולריי
חקר השפעת טיפול לאחר דפוזיציה של FAI ו- FABr על שכבת פרובסקייט בעלת ההרכב-
CsxFA1-xPb(I1-xBrx)3. במחקר זה נמצא שתהליך החלפת ההלידים מתרחש במהלך טבילה של שכבת פרובסקייט קריסטליני בתמיסת FAI ו- FABr, כאשר יוני ברום ויוד משתלבים לתוך הפאזה המוצקה של הפרובסקייט וגורמים לשינויים מבניים.
ננו-מבנים של פרובסקייט אי-אורגני
ננו-מבנים של פרובסקייט אי-אורגני:
במחקר זה אנו מתמקדים בננו-מבנים של פרובסקייט, במיחוד פרובסקייט אי-אורגני. אנו מתמקדים בשליטה על גודל וצורת הננו-חלקיקים תוך שילוב של כימיה חדשה לננו-מבנים של פרובסקייט.
תאים סולריים מבוססי פרובסקייט היברידי בעלי מבנה p-i-n
תאים סולריים מבוססי פרובסקייט היברידי בעלי מבנה p-i-n:
המבנה הנפוץ בחקר תאים סולריים מבוססי פרובסקייט הוא מבנה n-i-p, במחקר זה אנו לומדים את מבנה תאים סולריים ההפוך- p-i-n. אנו חוקרים את מנגנונים המתרחשים בקונפיגורציה זו בדגש על הולכת מטענים, זמני חיים לריקומבינציה ויעילות איסוף המטען.
ננו-חלקיקים של פרובסקייט ללא עופרת
ננו-חלקיקים של פרובסקייט ללא עופרת:
הפוטנציאל של ננו-חלקיקי פרובסקייט הוא רחב מאוד, החל משימוש בתאים סולריים לLED. אך ננו-חלקיקים אילו מבוססים על עופרת, שהיא חומר רעיל. על מנת לשלב את ננו-חלקיקי הפרובסקייט בהתקנים אופטו-אלקטרונים אנו חוקרים פיתוח של סינתזה קולואידית של פרובסקייט ללא עופרת.
LED מבוסס פרובסקייט
LED מבוסס פרובסקייט:
לפרובסקייט יש פוטנציאל רב לשמש כחומר פולט אור בהתקני LED, כאשר במחקר זה אנו מתמקדים בהכנת פרובסקייט דו-מימדי בLED תוך חקר מנגנוני הריקומבינציה הרדיאטיבית ולא רדיאטיבית אשר מתרחשים בשכבת הפרובסקייט.
תאים סולריים מבוססי פרובסקייט סמי דו-ממדי (2D)
תאים סולריים מבוססי פרובסקייט סמי דו-ממדי (2D)
במחקר זה אנו מנצלים את היתרונות הטמונים ביכולת לכוונן את הממדיות של הפרובסקייט על ידי שימוש בקטיון אורגני ארוך אשר מפריד בין שכבות של פרובסקייט תלת מימדי. בזכות שינוי זה אנו יכולים לכוונן את התכונות האופטיות והאלקטרוניות של הפרובסקייט.
תאים סולריים מבוססי פרובסקייט שקופים למחצה
תאים סולריים מבוססי פרובסקייט שקופים למחצה:
תכונה מעניינת וחשובה של הפרובסקייט היא היכולת להפוך אותו לשקוף למחצה ובכך לאפשר פבריקציה של תאים סולריים שקופים למחצה. במחקר זה אנו מתמקדים בהכנת תאים סולריים מבוססי פרובסקייט שקופים למחצה בעזרת שיטת הרכבה עצמית של הפרובסקייט מתמיסה על מבנה של רשת שקופה. (פרויקט זה נעשה בשיתוף פעולה עם פרופסור שלמה מגדסי)
