تاریخ شروع : 1402/12/20
مهلت ارسال : 1403/01/25
گرنت صندوق نوآوری و شکوفایی:
حمایت بلاعوض از طرح تا سقف 700 میلیون تومان
حمایت بلاعوض از طرح تا سقف 700 میلیون تومان
مهلت ارسال پروپوزال به اتمام رسیده است
طراحی و ساخت نسل سوم سلول‌های خورشیدی (سلول خورشیدی تاندم) با استفاده از فناوری لایه‌نشانی پیوسته با قالب شکاف‌دار
خلاصه فناوری
زنجیره ارزش صنعت انرژی خورشیدی و به‌ویژه فناوری فتوولتاییک در سال گذشته بازاری به بزرگی ۱۰۰ میلیارد دلار را با رشد سالانه %۱۷ به‌دست آورد. پیش‌بینی می‌شود این بازار به ۳۸۰ میلیارد دلار در سال ۲۰۳۰ برسد. از این پیش‌بینی بخشی مربوط به فناوری‌های در حال رشد است که هنوز تجاری‌سازی نشده‌اند. از بین این فناور‌ي‌های در حال رشد، سلول‌های تاندم در قامت یک فناوری برهم‌زننده دیده می‌شود و حجم سرمایه‌گذاری‌های مربوط به تحقیق و توسعه برای افزایش مقیاس تولید آن‌ها بسیار قابل توجه است.
تجاری‌سازی سلول خورشیدی تاندم سیلیکون- پروسکایت نیازمند نوعی از فناوری است که بتواند در مقیاس بالا، با سرعت مناسب و با تکرارپذیری قابل قبول این نوع سلول‌ها را تولید کند. چرخش از تولید سلول خورشیدی در مقیاس آزمایشگاهی به مقیاسی که نگاه تجاری دارد، نیازمند کسب دانش فنی در حوزه‌های مختلف است. از این رو در طرح حاضر، طراحی و ساخت دستگاهی که قابلیت ساخت سلول خورشیدی در مقیاس بالاتر از مقیاس آزمایشگاهی داشته باشد از یک سو و بهینه‌سازی مواد اولیه مورد نیاز برای لایه‌نشانی لایه‌های مختلف سلول خورشیدی از سوی دیگر مورد توجه است.
کسب دانش فنی برای ساخت مقیاس بزرگ (تجاری) یک سلول خورشیدی ترکیبی با بازدهی قابل قبول که همزمان از دو زیرسلول با فناوری‌های متفاوت ساخته شده است، بستری ضروری برای برداشتن قدم‌هایی در راستای تجاری‌سازی این سلول‌ها می‌باشد. بنابراین، اصلی‌ترین هدف کسب دانش فنی برای تجاری‌سازی سلول‌های خورشیدی ترکیبی در ایران است. این دانش و فناوری نه تنها در حوزه سلول‌های خورشیدی نسل جدید بلکه در حوزه لایه‌نشانی‌های دقیق و حساس نانومتری با کاربردهای میکروالکترونیک، حسگرها و مواد نوری می‌تواند بکار گرفته شود. در ضمن، دانشگاه‌ها و مراکز تحقیق و توسعه خصوصی و دولتی نیز می‌توانند پروژه‌های متعدد بررسی و بهینه‌سازی خواص سلول‌های خورشیدی و مواد الکترونیک ترکیبی با مقیاس‌های بزرگ را تعریف نموده و انجام دهند.
ضرورت مسئله
دستیابی به فناوری‌های کلیدی زنجیره ارزش انرژی خورشیدی بر اساس فناوری‌های لبه علمی (سلول تاندم سیلیکون-پروسکایت)، جزء ضرورت‌های کشور است. تجاری‌سازی سلول تاندم سیلیکون-پروسکایت نیازمند دستیابی به دانش فنی لایه‌نشانی در مقیاس نیمه‌صنعتی و صنعتی و همچنین توسعه فناوری تجهیزات لایه‌نشانی مرتبط با آن است که هدف این طرح می‌باشد.
از سوی دیگر، سال‌ها است که در کشور ما گروه‌های متعدد سعی در کسب دانش فنی تولید سیلیکون تک‌بلور به روش چاکرالسکی یا روش‌های دیگر دارند، اما این موضوع تا به امروز در مقیاس صنعتی محقق نشده است. کسب دانش فنی تولید سلول خورشیدی تاندم سیلیکون- پروسکایت، سرمایه‌گذاری کلان در حوزه تولید ویفر سیلیکونی را توجیه‌پذیر می‌سازد. در صورتی که تولید ویفر در کشور آغاز شود، نه تنها صنعت فتوولتاییک، بلکه صنعت میکروکنترل‌ها نیز دستخوش تحول عظیم خواهد شد و فرصت‌های بی‌نظیری پیش روی شرکت‌ها قرار خواهد گرفت.
این طرح اساساً با هدف افزایش مقیاس نمونه آزمایشگاهی سلول سیلیکون پروسکایت ارائه می‌شود. به لحاظ فنی برای تولید سلول‌هایی با ابعاد بزرگ که برای تجاری‌سازی ضروی هستند، روش‌های آزمایشگاهی مرسوم لایه‌نشانی از قبیل لایه‌نشانی چرخشی ممکن نیست. از طرفی برای گذار به مرحله انبوه‌سازی نیاز به یک روش پیوسته می‌باشد که بتواند هزینه‌های تولید را رقابت‌پذیر نماید. این طرح بر روی تجهیز لایه‌نشانی پیوسته سلول‌های ترکیبی با ابعاد بزرگ تمرکز دارد و بنابراین کاملاً در راستای افزایش مقیاس می‌باشد.
مسئله اصلی تحقیق
در صنایع تولید مواد لایه نازک که به صورت‌های ترکیبی در حوزه نیم‌هادی کار می‌شوند، روش‌های تبخیری و چاپی (افزودنی) هر دو در مقیاس‌های صنعتی کاربرد دارند. هر دو رویکرد برای افزایش مقیاس چالش‌هایی را دارند، بنابراین باید متناسب با نوع لایه‌نشانی این انتخاب صورت گیرد. برای سلول‌های تاندم سیلیکون- پروسکایت، برای یک چیدمان لایه‌ای بهینه بیش از ۷ لایه نازک که ضخامت‌های آن‌ها از ۲۰ نانومتر تا چند میکرومتر هستند، باید بر روی هم قرار بگیرند. در این فرآیند، لایه جاذب پروسکایتی حساسیت بالایی به روش لایه‌نشانی دارد و معمولاً باید ضخامت بالایی داشته باشد. بنابراین، برای لایه پروسکایت در سلول تاندم روش‌های تبخیری بخاطر هزینه‌بر بودن و عدم توانایی ایجاد یکنواختی در ضخامت‌های بالا در اولویت پایین‌تر قرار می‌گیرد. با این وجود، برای لایه‌های بازترکیب (Recombination Junction) که ضخامت‌های نانومتری دارد و برای عملکرد سلول تاندم بسیار مهم و معمولاً یک اکسید نیم‌رسانای فلزی است، روش تبخیری ارجحیت دارد. لذا برای ترکیب‌بندی تاندم هر دو روش تبخیری و چاپی باید مورد توجه باشد ولی برای پیوستگی خطوط تولید بهتر است برای سلول پایینی (سیلیکون) تا لایه بازترکیب از روش‌های تبخیری و برای بعد از آن که شامل پروسکایت و لایه‌های انتقال‌دهنده می‌باشد از روش‌های چاپی استفاده شود. علاوه بر این موضوع، سرعت انجام کار با روش چاپی بسیار بالاتر بوده و برای لایه‌های پروسکایت که منابع مایع دارند، مناسب است. روش لایه‌نشانی لایه‌های مختلف اعم از لایه پروسکایت و لایه‌های انتقال‌دهنده برای مقیاس‌های بالاتر بهینه‌شده و از طرفی از روش‌های شبکه‌گذاری الکترود‌ها و تقسیم سطح سلول‌ها به تعداد زیاد‌ی زیرسلول بهره خواهد برد. ساخت تجهیز slot-die با مطالعه بر روی نمونه‌های لایه نازک slot-die و بهینه‌سازی آن برای تاندم سیلیکون-پروسکایت مورد توجه است. در ادامه، طراحی اختصاصی و سپس ساخت قسمت مکانیکی و
الکترونیکی در دستور کار قرار خواهد گرفت. طراحی مفهومی و سپس متناسب‌سازی اجزا، به ویژه فشار پمپ و تنظیم شکاف نازل، براساس مشخصه‌های مورد انتظار سلول تاندم صورت خواهد گرفت. در طرح حاضر، در راستای حل چالش تنش در فصل مشترک لایه‌ها در مقیاس بزرگ و همچنین چگالی بالای عیوب، روش لایه‌نشانی لایه‌های مختلف اعم از لایه پروسکایت و لایه‌های انتقال دهنده برای مقیاس‌های بالاتر بهینه شده و از طرفی از روش‌های شبکه‌گذاری الکترود‌ها و تقسیم سطح سلول‌ها به تعداد زیاد‌ی زیرسلول بهره خواهد برد.
طرح حاضر برای توسعه فناوری لایه‌نشانی پیوسته سلول خورشیدی چند لایه تاندم سیلیکون- پروسکایت ارائه شده است و مثل هر طرح فناورانه از فناوری‌های پایه به بلوغ رسیده استفاده می‌کند. اما نکته حائز اهمیت این است که همه فناوری‌های کنترلی الکتریکی و مکانیکی برای مهندسی یک ساختار اتمی پیچیده که کوچکترین عیب ساختاری در مقیاس بسیار ریز هم می‌تواند عواقب بسیار بدی داشته باشد، بکار گرفته می‌شود. بنابراین، از این حیث این فناوری کاملاً به‌روز بوده و در حال حاضر در موسسات تحقیقاتی سطح اول دنیا دنبال می‌شود. فناوری لایه‌نشانی از طریق قالب شکاف‌دار برای لایه‌های دیگر در صنایع نیم‌هادی توسعه یافته و بعضاً استفاده می‌شود ولی تطبیق آن نیازمند یک بازطراحی می‌باشد، چرا که چندین پدیده با برهم‌کنش چندین عامل کنترلی مورد توجه است.
یکی از مسائل اساسی ایجاد ساختار اتمی مورد نظر در هنگام لایه‌نشانی لایه جاذب و لایه‌های جانبی پروسکایت بر روی لایه ترکیبی ITO/Si است. در واقع، برای کنترل ریزساختار اتمی لایه‌های جاذب و انتقال دهنده‌ها، توسعه روابط تجربی یا الگوریتم‌های عددی و یا داده‌محور با پارامترهای کنترلی دستگاه ضروری می‌باشد. توسعه چنین فناوری کاملاً نو بوده و همچنان در حال توسعه است. علاوه بر این، غلبه بر چالش افزایش کشش سطحی لایه‌های نازک در مقیاس بالا که مستقیماً باعث گسترش عیوب مقیاس اتمی و ساختاری می‌شود، از ضرورت‌های دیگر توسعه این فناوری است. مساله چالش برانگیز دیگر که باید در این طرح توسعه یابد، به چگونگی اتصالات لایه‌های نازک با جنس‌های مختلف (که دارای ضریب انبساط حرارتی و خواص مکانیکی متفاوت در سطح هستند) به یکدیگر در یک فرآیند پیوسته مربوط می‌شود. این موضوع تطبیق فرآیند لایه‌نشانی پیوسته را با اقتضائات سطحی هر لایه اعم از کنترل حرارت، سرعت حرکت و همچنین فشار پشت نازل برای ایجاد مرزهایی با کمترین عیب می‌طلبد. مورد دیگر در رابطه با افزایش مساحت زیرلایه است. هر چقدر عرض قالب بزرگ‌تر شود، تراز کردن آن و حفظ فاصله آن با زیرلایه نیازمند بکارگیری سنسورهای دقیق‌تر و حساس‌تر است.
زنجیره ارزش صنعت انرژی خورشیدی و به‌ویژه فناوری فتوولتاییک در سال گذشته بازاری به بزرگی ۱۰۰ میلیارد دلار را با رشد سالانه %۱۷ به‌دست آورد. پیش‌بینی می‌شود این بازار به ۳۸۰ میلیارد دلار در سال ۲۰۳۰ برسد. از این پیش‌بینی بخشی مربوط به فناوری‌های در حال رشد است که هنوز تجاری‌سازی نشده‌اند. از بین این فناور‌ي‌های در حال رشد، سلول‌های تاندم در قامت یک فناوری برهم‌زننده دیده می‌شود و حجم سرمایه‌گذاری‌های مربوط به تحقیق و توسعه برای افزایش مقیاس تولید آن‌ها بسیار قابل توجه است.
تجاری‌سازی سلول خورشیدی تاندم سیلیکون- پروسکایت نیازمند نوعی از فناوری است که بتواند در مقیاس بالا، با سرعت مناسب و با تکرارپذیری قابل قبول این نوع سلول‌ها را تولید کند. چرخش از تولید سلول خورشیدی در مقیاس آزمایشگاهی به مقیاسی که نگاه تجاری دارد، نیازمند کسب دانش فنی در حوزه‌های مختلف است. از این رو در طرح حاضر، طراحی و ساخت دستگاهی که قابلیت ساخت سلول خورشیدی در مقیاس بالاتر از مقیاس آزمایشگاهی داشته باشد از یک سو و بهینه‌سازی مواد اولیه مورد نیاز برای لایه‌نشانی لایه‌های مختلف سلول خورشیدی از سوی دیگر مورد توجه است.
کسب دانش فنی برای ساخت مقیاس بزرگ (تجاری) یک سلول خورشیدی ترکیبی با بازدهی قابل قبول که همزمان از دو زیرسلول با فناوری‌های متفاوت ساخته شده است، بستری ضروری برای برداشتن قدم‌هایی در راستای تجاری‌سازی این سلول‌ها می‌باشد. بنابراین، اصلی‌ترین هدف کسب دانش فنی برای تجاری‌سازی سلول‌های خورشیدی ترکیبی در ایران است. این دانش و فناوری نه تنها در حوزه سلول‌های خورشیدی نسل جدید بلکه در حوزه لایه‌نشانی‌های دقیق و حساس نانومتری با کاربردهای میکروالکترونیک، حسگرها و مواد نوری می‌تواند بکار گرفته شود. در ضمن، دانشگاه‌ها و مراکز تحقیق و توسعه خصوصی و دولتی نیز می‌توانند پروژه‌های متعدد بررسی و بهینه‌سازی خواص سلول‌های خورشیدی و مواد الکترونیک ترکیبی با مقیاس‌های بزرگ را تعریف نموده و انجام دهند.
ضرورت مسئله
دستیابی به فناوری‌های کلیدی زنجیره ارزش انرژی خورشیدی بر اساس فناوری‌های لبه علمی (سلول تاندم سیلیکون-پروسکایت)، جزء ضرورت‌های کشور است. تجاری‌سازی سلول تاندم سیلیکون-پروسکایت نیازمند دستیابی به دانش فنی لایه‌نشانی در مقیاس نیمه‌صنعتی و صنعتی و همچنین توسعه فناوری تجهیزات لایه‌نشانی مرتبط با آن است که هدف این طرح می‌باشد.
از سوی دیگر، سال‌ها است که در کشور ما گروه‌های متعدد سعی در کسب دانش فنی تولید سیلیکون تک‌بلور به روش چاکرالسکی یا روش‌های دیگر دارند، اما این موضوع تا به امروز در مقیاس صنعتی محقق نشده است. کسب دانش فنی تولید سلول خورشیدی تاندم سیلیکون- پروسکایت، سرمایه‌گذاری کلان در حوزه تولید ویفر سیلیکونی را توجیه‌پذیر می‌سازد. در صورتی که تولید ویفر در کشور آغاز شود، نه تنها صنعت فتوولتاییک، بلکه صنعت میکروکنترل‌ها نیز دستخوش تحول عظیم خواهد شد و فرصت‌های بی‌نظیری پیش روی شرکت‌ها قرار خواهد گرفت.
این طرح اساساً با هدف افزایش مقیاس نمونه آزمایشگاهی سلول سیلیکون پروسکایت ارائه می‌شود. به لحاظ فنی برای تولید سلول‌هایی با ابعاد بزرگ که برای تجاری‌سازی ضروی هستند، روش‌های آزمایشگاهی مرسوم لایه‌نشانی از قبیل لایه‌نشانی چرخشی ممکن نیست. از طرفی برای گذار به مرحله انبوه‌سازی نیاز به یک روش پیوسته می‌باشد که بتواند هزینه‌های تولید را رقابت‌پذیر نماید. این طرح بر روی تجهیز لایه‌نشانی پیوسته سلول‌های ترکیبی با ابعاد بزرگ تمرکز دارد و بنابراین کاملاً در راستای افزایش مقیاس می‌باشد.
مسئله اصلی تحقیق
در صنایع تولید مواد لایه نازک که به صورت‌های ترکیبی در حوزه نیم‌هادی کار می‌شوند، روش‌های تبخیری و چاپی (افزودنی) هر دو در مقیاس‌های صنعتی کاربرد دارند. هر دو رویکرد برای افزایش مقیاس چالش‌هایی را دارند، بنابراین باید متناسب با نوع لایه‌نشانی این انتخاب صورت گیرد. برای سلول‌های تاندم سیلیکون- پروسکایت، برای یک چیدمان لایه‌ای بهینه بیش از ۷ لایه نازک که ضخامت‌های آن‌ها از ۲۰ نانومتر تا چند میکرومتر هستند، باید بر روی هم قرار بگیرند. در این فرآیند، لایه جاذب پروسکایتی حساسیت بالایی به روش لایه‌نشانی دارد و معمولاً باید ضخامت بالایی داشته باشد. بنابراین، برای لایه پروسکایت در سلول تاندم روش‌های تبخیری بخاطر هزینه‌بر بودن و عدم توانایی ایجاد یکنواختی در ضخامت‌های بالا در اولویت پایین‌تر قرار می‌گیرد. با این وجود، برای لایه‌های بازترکیب (Recombination Junction) که ضخامت‌های نانومتری دارد و برای عملکرد سلول تاندم بسیار مهم و معمولاً یک اکسید نیم‌رسانای فلزی است، روش تبخیری ارجحیت دارد. لذا برای ترکیب‌بندی تاندم هر دو روش تبخیری و چاپی باید مورد توجه باشد ولی برای پیوستگی خطوط تولید بهتر است برای سلول پایینی (سیلیکون) تا لایه بازترکیب از روش‌های تبخیری و برای بعد از آن که شامل پروسکایت و لایه‌های انتقال‌دهنده می‌باشد از روش‌های چاپی استفاده شود. علاوه بر این موضوع، سرعت انجام کار با روش چاپی بسیار بالاتر بوده و برای لایه‌های پروسکایت که منابع مایع دارند، مناسب است. روش لایه‌نشانی لایه‌های مختلف اعم از لایه پروسکایت و لایه‌های انتقال‌دهنده برای مقیاس‌های بالاتر بهینه‌شده و از طرفی از روش‌های شبکه‌گذاری الکترود‌ها و تقسیم سطح سلول‌ها به تعداد زیاد‌ی زیرسلول بهره خواهد برد. ساخت تجهیز slot-die با مطالعه بر روی نمونه‌های لایه نازک slot-die و بهینه‌سازی آن برای تاندم سیلیکون-پروسکایت مورد توجه است. در ادامه، طراحی اختصاصی و سپس ساخت قسمت مکانیکی و
الکترونیکی در دستور کار قرار خواهد گرفت. طراحی مفهومی و سپس متناسب‌سازی اجزا، به ویژه فشار پمپ و تنظیم شکاف نازل، براساس مشخصه‌های مورد انتظار سلول تاندم صورت خواهد گرفت. در طرح حاضر، در راستای حل چالش تنش در فصل مشترک لایه‌ها در مقیاس بزرگ و همچنین چگالی بالای عیوب، روش لایه‌نشانی لایه‌های مختلف اعم از لایه پروسکایت و لایه‌های انتقال دهنده برای مقیاس‌های بالاتر بهینه شده و از طرفی از روش‌های شبکه‌گذاری الکترود‌ها و تقسیم سطح سلول‌ها به تعداد زیاد‌ی زیرسلول بهره خواهد برد.
طرح حاضر برای توسعه فناوری لایه‌نشانی پیوسته سلول خورشیدی چند لایه تاندم سیلیکون- پروسکایت ارائه شده است و مثل هر طرح فناورانه از فناوری‌های پایه به بلوغ رسیده استفاده می‌کند. اما نکته حائز اهمیت این است که همه فناوری‌های کنترلی الکتریکی و مکانیکی برای مهندسی یک ساختار اتمی پیچیده که کوچکترین عیب ساختاری در مقیاس بسیار ریز هم می‌تواند عواقب بسیار بدی داشته باشد، بکار گرفته می‌شود. بنابراین، از این حیث این فناوری کاملاً به‌روز بوده و در حال حاضر در موسسات تحقیقاتی سطح اول دنیا دنبال می‌شود. فناوری لایه‌نشانی از طریق قالب شکاف‌دار برای لایه‌های دیگر در صنایع نیم‌هادی توسعه یافته و بعضاً استفاده می‌شود ولی تطبیق آن نیازمند یک بازطراحی می‌باشد، چرا که چندین پدیده با برهم‌کنش چندین عامل کنترلی مورد توجه است.
یکی از مسائل اساسی ایجاد ساختار اتمی مورد نظر در هنگام لایه‌نشانی لایه جاذب و لایه‌های جانبی پروسکایت بر روی لایه ترکیبی ITO/Si است. در واقع، برای کنترل ریزساختار اتمی لایه‌های جاذب و انتقال دهنده‌ها، توسعه روابط تجربی یا الگوریتم‌های عددی و یا داده‌محور با پارامترهای کنترلی دستگاه ضروری می‌باشد. توسعه چنین فناوری کاملاً نو بوده و همچنان در حال توسعه است. علاوه بر این، غلبه بر چالش افزایش کشش سطحی لایه‌های نازک در مقیاس بالا که مستقیماً باعث گسترش عیوب مقیاس اتمی و ساختاری می‌شود، از ضرورت‌های دیگر توسعه این فناوری است. مساله چالش برانگیز دیگر که باید در این طرح توسعه یابد، به چگونگی اتصالات لایه‌های نازک با جنس‌های مختلف (که دارای ضریب انبساط حرارتی و خواص مکانیکی متفاوت در سطح هستند) به یکدیگر در یک فرآیند پیوسته مربوط می‌شود. این موضوع تطبیق فرآیند لایه‌نشانی پیوسته را با اقتضائات سطحی هر لایه اعم از کنترل حرارت، سرعت حرکت و همچنین فشار پشت نازل برای ایجاد مرزهایی با کمترین عیب می‌طلبد. مورد دیگر در رابطه با افزایش مساحت زیرلایه است. هر چقدر عرض قالب بزرگ‌تر شود، تراز کردن آن و حفظ فاصله آن با زیرلایه نیازمند بکارگیری سنسورهای دقیق‌تر و حساس‌تر است.
درباره تیم پژوهشی
| نام و نام خانوادگی | مقطع تحصیلی/ رشته | همکار/مشاور طرح | وضعیت شغلی |
| منصور کنعانی | دکتری-مهندسی مواد | مجری و مسئول | عضو هیئت‌علمی و استادیار بخش مهندسی و علم مواد دانشگاه شیراز |
| محمد معدلی | پسادکتری-فیزیک | همکار | پژوهشگر پسادکتری دانشگاه شیراز |
| پیمانه رفیعی‌پور | پسادکتری-فیزیک | همکار | پژوهشگر پسادکتری دانشگاه شیراز |
| پرویز رزمجویی | دانشجوی دکتری-مهندسی مواد | همکار | دانشجوی دکتری-دانشگاه شیراز |
| حجت علمداری | فوق لیسانس-مکانیک (طراحی کاربردی) | همکار | شاغل در بخش خصوصی |
| محمدرضا آقایی | دکتری-مهندسی برق | مشاور | عضو هیئت‌علمی دانشگاه پلی‌تکنیک میلان |
| Anna Grünebohm | دکتری-مهندسی مواد | مشاور | عضو هیئت‌علمی دانشگاه بوخوم آلمان |
سوابق عرضه‌کننده فناوری و مسئول اصلی تیم پژوهشی
آقای دکتر منصور کنعانی، عضو هیئت‌علمی بخش مهندسی و علم مواد دانشگاه شیراز هستند. آقای دکتر کنعانی در طرح‌های متعددی در حوزه سلول خورشیدی پروسکایت و همچنین سیلیکون به عنوان مجری مشارکت داشته‌اند. از ایشان 16 مقاله ISI در زمینه‌های مختلف تجربی و محاسباتی در مجلات معتبر علمی به چاپ رسیده است. ایشان همچنین در قریب به 6 طرح پژوهشی در سطح ملی و دانشگاهی به‌عنوان مسئول یا همکار مشارکت داشته‌اند. راهنمایی و مشاوره بیش از 27 پایان‌نامه در مقطع کارشناسی ارشد و دکتری از دیگر فعالیت‌های آقای دکتر کنعانی بوده است. مقالات چاپ‌شده ایشان از این لینک قابل مشاهده است.
آقای دکتر منصور کنعانی، عضو هیئت‌علمی بخش مهندسی و علم مواد دانشگاه شیراز هستند. آقای دکتر کنعانی در طرح‌های متعددی در حوزه سلول خورشیدی پروسکایت و همچنین سیلیکون به عنوان مجری مشارکت داشته‌اند. از ایشان 16 مقاله ISI در زمینه‌های مختلف تجربی و محاسباتی در مجلات معتبر علمی به چاپ رسیده است. ایشان همچنین در قریب به 6 طرح پژوهشی در سطح ملی و دانشگاهی به‌عنوان مسئول یا همکار مشارکت داشته‌اند. راهنمایی و مشاوره بیش از 27 پایان‌نامه در مقطع کارشناسی ارشد و دکتری از دیگر فعالیت‌های آقای دکتر کنعانی بوده است. مقالات چاپ‌شده ایشان از این لینک قابل مشاهده است.
آقای دکتر محمد معدلی، فارغ‌التحصیل دکتری فیزیک ماده چگال محاسباتی هستند و در بخش مهندسی مواد دانشگاه شیراز به‌عنوان محقق پسادکتری مشغول به فعالیت هستند. مسئولیت فنی مرکز محاسبات بخش مواد و همچنین آزمایشگاه ساخت و آنالیز سلول‌های خورشیدی بر عهده ایشان است. تخصص اصلی آقای دکتر معدلی بررسی خواص مواد با استفاده از رهیافت نظریه تابعی چگالی است.
خانم دکتر پیمانه رفیعی‌پور، فارغ التحصیل دکتری تخصصی در رشته فیزیک گرایش اپتیک و لیزر از دانشگاه شیراز هستند. ایشان دارای ۲۳ مقاله در مجلات بین المللی، علمی-پژوهشی و کنفرانسی ملی و بین المللی هستند. زمینه‌های تحقیقاتی مورد علاقه ایشان سنتز و آنالیز مواد، مطالعه خواص نوری مواد و چگونگی برهم‌کنش نور با آن‌ها است.
آقای مهندس پرویز رزمجویی، دانشجوی دکتری در بخش مهندسی و علم مواد دانشگاه شیراز بوده و دارای تجربیات متعددی در صنعت می‌باشند. حضور ایشان در این طرح علاوه بر بخش مطالعاتی، به‌طور خاص در زمینه طراحی و ساخت تجهیز slot-die coating خواهد بود.
آقای مهندس حجت علمداری، کارشناس ارشد مهندسی مکانیک گرایش دینامیک و کنترل هستند که به‌طور خاص در زمینه طراحی و ساخت تجهیزات مکانیکی، الکترونیکی و برنامه‌نویسی فعالیت دارند. با توجه به خصوصیت‌های دستگاه مورد نظر در طرح ارائه شده، توانایی مدیریت فنی برای ساخت دستگاه، مطابق با مهارت‌ها و توانمندی‌های ایشان است.
آقای دکتر ایمان حسینی، عضو هیئت‌علمی پژوهشکده علوم و فنون هوا-دریا دانشگاه شیراز می‌باشد. ایشان مجری و مسئول طرح‌های مختلف پژوهشی در این دانشگاه هستند. پیش از این، آقای دکتر حسینی به‌عنوان مدیر گروه برق، الکترونیک و ابزار دقیق شرکتی دانش بنیان مشغول به فعالیت بوده‌اند. همچنین ایشان به مدت دو سال با یکی از پژوهشکده‌های پژوهشگاه فضایی ایران به عنوان مدیر پروژه مشغول به فعالیت بوده‌اند و همکاری خود را پس از عضویت به عنوان هیئت‌علمی دانشگاه شیراز با این مجموعه در قالب طرح‌های ارتباط با صنعت ادامه داده‌اند. همچنین آقای دکتر حسینی مقالات متعددی در زمینه تخصصی برق و کنترل در مجلات معتبر بین‌المللی به چاپ رسانده‌اند.
آقای دکتر محمدرضا آقایی، عضو هیئت‌علمی دانشگاه فرایبورگ آلمان هستند. ایشان تجربه بسیار برجسته‌ای در حوزه بکارگیری روش‌های مختلف شبیه‌سازی و یادگیری ماشین برای بهینه‌سازی دستگاه‌های مرتبط با فناوری سلول خورشیدی در گستره سلول تا صفحات خورشیدی دارند.
خانم دکتر پیمانه رفیعی‌پور، فارغ التحصیل دکتری تخصصی در رشته فیزیک گرایش اپتیک و لیزر از دانشگاه شیراز هستند. ایشان دارای ۲۳ مقاله در مجلات بین المللی، علمی-پژوهشی و کنفرانسی ملی و بین المللی هستند. زمینه‌های تحقیقاتی مورد علاقه ایشان سنتز و آنالیز مواد، مطالعه خواص نوری مواد و چگونگی برهم‌کنش نور با آن‌ها است.
آقای مهندس پرویز رزمجویی، دانشجوی دکتری در بخش مهندسی و علم مواد دانشگاه شیراز بوده و دارای تجربیات متعددی در صنعت می‌باشند. حضور ایشان در این طرح علاوه بر بخش مطالعاتی، به‌طور خاص در زمینه طراحی و ساخت تجهیز slot-die coating خواهد بود.
آقای مهندس حجت علمداری، کارشناس ارشد مهندسی مکانیک گرایش دینامیک و کنترل هستند که به‌طور خاص در زمینه طراحی و ساخت تجهیزات مکانیکی، الکترونیکی و برنامه‌نویسی فعالیت دارند. با توجه به خصوصیت‌های دستگاه مورد نظر در طرح ارائه شده، توانایی مدیریت فنی برای ساخت دستگاه، مطابق با مهارت‌ها و توانمندی‌های ایشان است.
آقای دکتر ایمان حسینی، عضو هیئت‌علمی پژوهشکده علوم و فنون هوا-دریا دانشگاه شیراز می‌باشد. ایشان مجری و مسئول طرح‌های مختلف پژوهشی در این دانشگاه هستند. پیش از این، آقای دکتر حسینی به‌عنوان مدیر گروه برق، الکترونیک و ابزار دقیق شرکتی دانش بنیان مشغول به فعالیت بوده‌اند. همچنین ایشان به مدت دو سال با یکی از پژوهشکده‌های پژوهشگاه فضایی ایران به عنوان مدیر پروژه مشغول به فعالیت بوده‌اند و همکاری خود را پس از عضویت به عنوان هیئت‌علمی دانشگاه شیراز با این مجموعه در قالب طرح‌های ارتباط با صنعت ادامه داده‌اند. همچنین آقای دکتر حسینی مقالات متعددی در زمینه تخصصی برق و کنترل در مجلات معتبر بین‌المللی به چاپ رسانده‌اند.
آقای دکتر محمدرضا آقایی، عضو هیئت‌علمی دانشگاه فرایبورگ آلمان هستند. ایشان تجربه بسیار برجسته‌ای در حوزه بکارگیری روش‌های مختلف شبیه‌سازی و یادگیری ماشین برای بهینه‌سازی دستگاه‌های مرتبط با فناوری سلول خورشیدی در گستره سلول تا صفحات خورشیدی دارند.
خانم دکتر Anna Grünebohm، عضو هیئت‌علمی دانشگاه RUB آلمان هستند. ایشان با تجربه مناسب بر روی آنالیز و تحلیل رفتار فیزیک مواد لایه‌های نازک و نیم‌هادی در راستای بهبود عملکرد لایه‌های نشانده شده مشاور طرح خواهند بود.
مزایا
استفاده از ترکیب‌بندی سلول جفتی یا پشت‌سرهم موسوم به تاندم سیلیکون-پروسکایت راه حل هوشمندانه‌ای برای غلبه بر محدودیت بازدهی نسل اول سلول‌های خورشیدی سیلیکونی است که هم‌اکنون بیش از 90 درصد حجم بازار را به خود اختصاص داده است. امروزه این نوع از سلول‌ها در مرکز توجه محققین و بازیگران اصلی در بازار فناوری سلول خورشیدی قرار گرفته‌اند. سلول تاندم سیلیکون- پروسکایت از چند مزیت همزمان بهره می‌برد:
استفاده از ترکیب‌بندی سلول جفتی یا پشت‌سرهم موسوم به تاندم سیلیکون-پروسکایت راه حل هوشمندانه‌ای برای غلبه بر محدودیت بازدهی نسل اول سلول‌های خورشیدی سیلیکونی است که هم‌اکنون بیش از 90 درصد حجم بازار را به خود اختصاص داده است. امروزه این نوع از سلول‌ها در مرکز توجه محققین و بازیگران اصلی در بازار فناوری سلول خورشیدی قرار گرفته‌اند. سلول تاندم سیلیکون- پروسکایت از چند مزیت همزمان بهره می‌برد:
- استفاده از فناوری بلوغ یافته صنعت سیلیکون بجای رقابت با آن
- ایجاد حلقه بسته فناوری ساخت و تولید از استخراج مواد اولیه تا تولید سلول در کشور
- بازدهی بالاتر در مساحت کمتر
- قیمت تمام شده پایین‌تر
- پایداری (عمر مفید) قابل قبول برای قسمت پروسکایتی
- فعال کردن چرخه تولید سیلیکون جهت مصارف مختلف سلول خورشیدی و ترانزیستورها
کاربرد
این طرح اساسا با هدف افزایش مقیاس نمونه آزمایشگاهی سلول تاندم سیلیکون- پروسکایت ارائه می‌شود. به لحاظ فنی برای تولید سلول‌هایی با ابعاد بزرگ که برای تجاری‌سازی ضروی هستند، روش‌های آزمایشگاهی مرسوم لایه‌نشانی از قبیل لایه‌نشانی چرخشی ممکن نیست. از طرفی برای گذار به مرحله انبوه‌سازی نیاز به یک روش پیوسته می‌باشد که بتواند هزینه‌های تولید را رقابت‌پذیر نماید. این طرح بر روی تجهیز لایه‌نشانی پیوسته سلول‌های ترکیبی با ابعاد بزرگ تمرکز دارد. با ساخت چنین تجهیزی، امکان لایه‌نشانی سلول‌های خورشیدی دیگر نیز (مانند سلول خورشیدی آلی) فراهم می‌شود. همچنین، در مسیر ساخت تجهیز slot-die coating، فناوری‌هایی کسب خواهد شد که سرریز این فناوری‌ها را می‌توان در حوزه‌های تحقیقاتی دیگر بکار برد.
این طرح اساسا با هدف افزایش مقیاس نمونه آزمایشگاهی سلول تاندم سیلیکون- پروسکایت ارائه می‌شود. به لحاظ فنی برای تولید سلول‌هایی با ابعاد بزرگ که برای تجاری‌سازی ضروی هستند، روش‌های آزمایشگاهی مرسوم لایه‌نشانی از قبیل لایه‌نشانی چرخشی ممکن نیست. از طرفی برای گذار به مرحله انبوه‌سازی نیاز به یک روش پیوسته می‌باشد که بتواند هزینه‌های تولید را رقابت‌پذیر نماید. این طرح بر روی تجهیز لایه‌نشانی پیوسته سلول‌های ترکیبی با ابعاد بزرگ تمرکز دارد. با ساخت چنین تجهیزی، امکان لایه‌نشانی سلول‌های خورشیدی دیگر نیز (مانند سلول خورشیدی آلی) فراهم می‌شود. همچنین، در مسیر ساخت تجهیز slot-die coating، فناوری‌هایی کسب خواهد شد که سرریز این فناوری‌ها را می‌توان در حوزه‌های تحقیقاتی دیگر بکار برد.
خروجی‌های مورد انتظار تحقیق
1. طراحی و ساخت نمونه اولیه دستگاه slot-die coating
2. طراحی کوره تیوپی مناسب برای آلایش ویفرهای سیلیکونی در ابعاد 5x5 و 10x10 سانتی‌متر مربع
3. ساخت سلول خورشیدی سیلیکونی در ابعاد 5x5 سانتی‌متر مربع
4. ساخت سلول خورشیدی تاندم سیلیکون- پروسکایت در ابعاد 5x5 سانتی‌متر مربع که حداقل %80 بازدهی نمونه آزمایشگاهی کوچکتر را داشته باشد.
5. ساخت سلول خورشیدی تاندم سیلیکون- پروسکایت در ابعاد 10x10 سانتی‌متر مربع که حداقل %80 بازدهی نمونه آزمایشگاهی کوچکتر را داشته باشد.
1. طراحی و ساخت نمونه اولیه دستگاه slot-die coating
2. طراحی کوره تیوپی مناسب برای آلایش ویفرهای سیلیکونی در ابعاد 5x5 و 10x10 سانتی‌متر مربع
3. ساخت سلول خورشیدی سیلیکونی در ابعاد 5x5 سانتی‌متر مربع
4. ساخت سلول خورشیدی تاندم سیلیکون- پروسکایت در ابعاد 5x5 سانتی‌متر مربع که حداقل %80 بازدهی نمونه آزمایشگاهی کوچکتر را داشته باشد.
5. ساخت سلول خورشیدی تاندم سیلیکون- پروسکایت در ابعاد 10x10 سانتی‌متر مربع که حداقل %80 بازدهی نمونه آزمایشگاهی کوچکتر را داشته باشد.
هزینه و زمان اجرای طرح
- هزینه اجرای طرح حدود 700 میلیون تومان برآورد می‌شود.
- مدت‌زمان اجرای طرح حدود 18 ماه برآورد می‌باشد.
تسهیم مالکیت فکری
- مالکیت معنوی: مشارکت‌کننده در مالکیت معنوی ناشی از اجرای تحقیق سهیم خواهد بود و انتشار مقاله مشترک توسط مجری و مشارکت‌کننده در ژورنال‌های داخلی و خارجی، ارائه مقاله در کنفرانس‌ها و سمینارها با موافقت و اشاره به نام همه دست‌اندرکاران مجاز خواهد بود.
- مالکیت منافع مادی: سهم مشارکت شرکت/شتاب‌دهنده متقاضی حداقل 10 و حداکثر 35 درصد خواهد بود (منافع مالی ناشی از توسعه این فناوری بر اساس توافق طرفین و مشترک خواهد بود و باتوجه‌به سهم آورده نقدی و غیرنقدی توسعه‌دهنده، سهم مالکیت قابل‌مذاکره و توافق است).
ارتباط با ما
شماره تماس:
021-88486498
اینستاگرام:
iran.challenges@
شماره تماس:
021-88486498
اینستاگرام:
iran.challenges@