Vislielākais burtu izmērs
Lielāks burtu izmērs
Burtu standarta izmērs
Pētniecības virzieni
Pēdējās izmaiņas veiktas:
17.05.2014
  • Materiāli pielietojumiem optoelektronikā un gaismu emitējošajām ierīcēm (LED);
  • Saules šūnu materiālu lāzerapstrāde;
  • Makro- un nanoskopisko kristālu sintēze;
  • III-V grupu nitrīdu 0-D, 1-D un 2-D struktūru sintēze ar MOCVD metodi LED pielietojumiem;
  • Kodoltermiskās plazmas un kodoltermisko reaktoru sienu materiālu optiskā spektroskopija.

Pētniecības virzienu apraksts:

1. Silīcija plāno kārtiņu, nanokristālu un hibrīdo saules šūnu izpēte un izstrāde

Plāno kārtiņu amorfā silīcija saules šūnu ražošana ir perspektīva no to efektivitātes paaugstināšanas un izgatavošanas izdevumu viedokļa. Amorfā silīcija saules šūnu efektivitāte samazinās laikā metastabilo gaismas inducēto defektu veidošanās dēļ. Lāzera kristalizācija palīdz novērst šo efektu. Lāzera kristalizācijai mūsu pētījumos tiek lietots redzamā lāzera stars pretstatā plaši lietojamai eksimera lāzera kristalizācijai, kas spēj apstrādāt tikai ap 100 nm dziļu a-silīcija slāni. Galvenie a-silīcija lāzera kristalizācijas efekti ir dopantu aktivēšana un lādiņnesēju kustīguma palielināšana apstrādātā silīcija lielāka kristāliskuma dēļ. Lāzera kristalizācijas svarīgs papildus efekts ir sākotnēji gludas virsmas teksturēšana, kas samazina krītošās gaismas atpakaļatstarošanos un palielina saules šūnas efektivitāti.

Ar koloīdķīmijas metodēm sintezētu nanokristālu kvantu punktu saules šūnas ir jauna sfēra fotovoltaikā. Pusvadītāju nanoktistāliem ir dažādas intriģējošas īpašības, kas nepiemīt attiecīgajiem tilpuma materiāliem. Pats pazīstamākais no tiem ir kvantu ierobežojuma efekts: nanokristāliem ar diametru, mazāku par eksitona Bora rādiusu, aizliegtās zonas platums palielinās. Spēja sintezēt nanokristālus ar dažādiem aizliegtās zonas platumiem, vienkārši mainot to rādiusu, ir ļoti svarīga efektīvai Saules spektra izmantošanai un tandēma saules šūnu arhitektūru izstrādei. Nanokristālu saules šūnu ražošanas galvenā priekšrocība ir iespēja uzklāt nanokristālu plānās kārtiņas uz šķīduma bāzes, kas ir daudz lētāk salīdzinājumā ar monokirstāliskā silīcija tehnoloģiju un pat ar ķīmisko tvaiku izgulsnēšanu.

Metāliskās nanodaļiņas un nanovadi ir perspektīvi risinājumi tandēma saules šūnām ar vadošo polimēru. Tie arī var tikt sintezēti no šķīduma. Metāliskās nanodaļīņas, uzklātas ka starpslānis starp divām subšūnām tandēma polimēršūnā, strādā kā rekombinācijas centri, kur rekombinē caurumi un elektroni. Metāliskie nanovadi ir perspektīvi materiāli plazmonikā, un nesen tika lietoti fotonu absorbcijas palielināšanai saules šūnās. Turklāt, metālisko nanovadu perkolējošie tīkli var tikt pielietoti kā caurspīdīgie vadošie elektrodi, kas ir katras plāno kārtiņu saules šūnas obligāta sastāvdaļa. Pēdējās publikācijas pierāda, ka elektriskie un optiskie parametri sudraba nanovadu tīkliem ir līdzīgi ITO elektrodiem, kas ir standartmateriāls fotovoltaikā.

2. Metāliskās nanodaļiņu un nanovadi sintēze un izpēte

Metāliskās nanodaļiņas un nanovadi ir jauni un perspektīvi nanomateriāli ar plašu pielietojumu spektru. Liela priekšrocība ir lēta nanodaļinu un nanovadu sintēzes tehnoloģija (sintēze šķīdumā). Metāliskie nanovadi un nanodaļinas (Ag un Au) ir perspektīvi materiāli fotonikā un plazmonikā, piemēram, tie var tikt pielietoti vienfotonu vai divfotonu luminiscences efektivitātes palielināšanai, fotonu absorbcijas palielināšanai saules šūnās utt. Turklāt, metālisko nanovadu perkolējošie tīkli var tikt pielietoti kā caurspīdīgie vadošie elektrodi, kas ir katras plāno kārtiņu saules šūnas obligāta sastāvdaļa. Pēdējās publikācijas pierāda, ka elektriskie un optiskie parametri sudraba nanovadu tīkliem ir līdzīgi ITO elektrodiem, kas ir standartmateriāls fotovoltaikā. Mēs pētām metālisku nanovadu un hibrīdu nanovadu (piemēram, Ag/SiO2 nanovadi) mehāniskas, elektrovadošas un citas īpašības, ka ari nanovadu lāzerapstrādes metodes.

3. Kodoltermiskās plazmas un kodoltermisko reaktoru sienu materiālu optiskā spektroskopija

EURATOM projekta Laser Ablation Spectroscopy for Impurity Depth Profiling and Concentration Imaging in Plasma ietvaros tiek izstrādāta lāzerablācijas spektroskopijas metodika pirmās kodolsintēzes reaktoru sienas materiālu ātrai kvalitatīvai un kvantitatīvai virsmas analīzei.

Plāno kārtiņu veidošanās un sastāvs, kā arī plazmu skarošo sienu pievirsmas slāņu stāvoklis ir ļoti svarīgi faktori materiālu ekspluatācijai kodoltermiskajos reaktoros. Svarīgākas kodoltermisko iekārtu problēmas ir oglekļa slāņu nogulsnēšanās, volframa un oglekļa migrācija, kā arī ūdeņraža izotopu difūzija un aizturēšana sienas materiālos.

Projekta mērķi paredz piemaisījumu koncentrācijas, profila un erozijas raksturošanu ITER līdzīgos materiālos ar lāzerablācijas spektroskopijas metodēm. Projekta laikā paredzēta piemaisījumu koncentrācijas dziļuma profila un tokamaka karstās sienas materiālu erozijas analīzes metodoloģijas izveidošana, kā arī in situ piemaisījumu profila un migrācijas ITER līdzīgos materiālos noteikšanai ekspress analīzes tehnoloģijas koncepcijas izstrāde.