КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 22-73-00291
НазваниеМолекулярный дизайн и синтез органических красителей со структурой D-π-А на основе тиено[3,2-b]индола для их применения в сенсибилизированных красителем солнечных батареях для архитектурно-интегрированных фотовольтаических систем
Руководитель Толкач Никита Михайлович, Кандидат физико-математических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники" , г Москва
Конкурс №70 - Конкурс 2022 года «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-602 - Химия новых органических и гибридных функциональных материалов
Ключевые слова Солнечная фотовольтаика, альтернативная энергетика, новые безметальные красители, органический синтез, молекулярный дизайн, сенсибилизированные красителем солнечные батареи, стабильность солнечных батарей, климатические исследования, вольт-амперные характеристики, оптические исследования, квантовая эффективность
Код ГРНТИ31.21.27, 44.41
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
В настоящий момент активно развиваемым направлением является разработка и создание архитектурно-интегрированных фотовольтаических систем (АИФС, Building-Integrated Solar Technology), в которых солнечные батареи выполняют не только функцию дополнительной выработки электроэнергии, но и выступают в качестве дизайнерских элементов внешней защиты от погодных условий, например, в виде крыши, окон или фасадов зданий.
Одним из перспективных и многообещающих компонентов для АИФС являются сенсибилизированные красителем солнечные батареи (СКСБ). СКСБ обладают такими преимуществами, как низкая стоимость производства, длительный срок службы, эффективность при слабом освещении, разнообразие цветовых решений, полупрозрачность и механическая прочность.
В проекте предлагается реализовать создание и апробацию в составе СКСБ новых безметальных красителей на на основе фрагмента тиено[3,2-b]индола, имеющих D-π-A архитектуру. Благодаря выраженным электронодонорным свойствам тиено[3,2-b]индол используется качестве удобного «билдинг»-блока. Полученные красители на основе тиено[3,2-b]индола будут обладать высоким светопоглощением в силу эффективного внутримолекулярного переноса заряда с донорной части на акцепторную, а также зарядо-транспортными и электронными свойствами в силу развитой системы π-сопряжения в данных молекулах. Стоимость предлагаемых в разработке красителей будет заведомо ниже стоимости подобных коммерческих функциональных материалов за счет комплекса эффективных и надежных подходов к синтезу безметальных красителей на основе тиено[3,2-b]индола.
Научная новизна исследований заключается в том, что впервые будет осуществлен синтез новых D-π-A красителей на основе тиено[3,2-b]индола путем комбинации методов синтеза тиофенов по реакции Фиссельмана и индолов по реакции Фишера, а также выявлены взаимосвязи между структурой красителя и функциональными свойствами (термическими, фотофизическими, электрохимическими, энергетическими), получены знания о природе связывания и адсорбции разработанных красителя с модифицированной поверхностью диоксида титана, выступающего в СКСБ в качестве фотоанода.
Полученные фундаментальные и прикладные результаты позволят получать из материалов отечественного производства D-π-A красители на основе тиено[3,2-b]индола и экспериментальные образцы сенсибилизированных солнечных элементов, провести их комплексные исследования, а также определить их стабильность при различных климатических условиях.
Успешное решение поставленных задач и достижение запланированных результатов позволит сформировать технологию синтеза и применения D-π-A красителей на основе тиено[3,2-b]индола в сенсибилизированных красителем солнечных батареях и станет основой для дальнейшего перехода к созданию архитектурно-интегрированных фотовольтаических систем.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ