מענק יוקרתי לפרופ' אלכס לייכטמן מהמחלקה לפיסיקה בפקולטה למדעים

המענק, בגובה 380 אלף ₪ למשך שלוש שנים, ישמש לביצוע מחקר מתקדם בתחום יצירת תאי שמש.

פרופ' אלכס לייכטמן

כותרת המחקר:

"תאי שמש חדשניים על בסיס פרובסקיטים בעלי ביצועים משופרים הבנויים מננו-קומפוזיט של פרובסקיט הליד היברידי/דיסולפידים של מתכות מעבר"

Novel Perovskite Solar Cells with Enhanced Performance Based on Hybrid Halide Perovskite/Transition-Metal Disulfides Nanocomposites

הצעת המחקר של פרופ' לייכטמן בשיתוף עמיתים מהפקולטה להנדסת חשמל ומחשבים בראשות Prof. Andreja Gajović ממכון המחקר RuderBoscovic Institut שבזגרב, קרואטיה, הוגשה במסגרת תוכנית העבודה ושיתוף הפעולה הטכנולוגי בין משרד החדשנות, המדע והטכנולוגיה הישראלי ומקבילו בקרואטיה.

11 הצעות הוגשו ומתוכן נבחרו 5 בלבד, כאשר HIT הוא המוסד היחיד שאינו אוניברסיטאי, שנבחר ברשימה המכובדת לצד 3 האוניברסיטאות המובילות בארץ: הטכניון, האוניברסיטה העברית ואוניברסיטת חיפה.

מסביר פרופ' לייכטמן: המחקר עוסק ביצירה ושדרוג של תאי שמש - התקנים שמופעלים ע"י קרינת שמש ויוצרים אנרגיה חשמלית (דוגמת לוחות הנמצאים בחוות סולריות ועל גגות בתים).

קיים מגוון רב של חומרים שמיועדים לקלוט את קרינת השמש ולהפוך אותה לאנרגיה חשמלית, וביניהם זכתה משפחת החומרים הנקראת Halide Perovskites לתשומת לב משמעותית בתחום הפוטו-וולטאי (תאים סולאריים) בשל תכונותיהם האופטו-אלקטרוניות יוצאות דופן. החומרים האלה הדגימו יכולת גדולה להמרת אנרגיה סולארית באופן יעיל וחסכוני.

פרובסקיטים משמשים כרכיב בסיס בהתקנים אופטו-אלקטרוניים, הם בעלי פוטנציאל רב לשימוש בגלאי אור בטווח רחב של אורכי גל, ליישומים בתחומים של אגירת אנרגיה, כחיישני גז וכימיקלים ולייעול של תהליך פירוק מים, בו משמשת קרינת האור לייצור מימן וחמצן. תאים סולאריים מסוג Halide Perovskites הם בעלי ניידות מטענים גבוה ובליעת אור מעולה. משפחת חומרים זו הוכיחה את עצמה כיעילה מאד בהמרת האנרגיה, מה שהופך אותה לנושא של מחקר מקיף. עם זאת, תאי שמש על בסיס פרובסקיטים שפותחו עד כה סובלים משחיקה מהירה וביצועיהם יורדים משמעותית עם הזמן בשל חשיפה לתנאי סביבה.

החידוש במחקר, לדברי פרופ' לייכטמן, הוא בכך שהוא משלב ננו-צינוריות אנאורגניות מסוג WS2, המיוצרות במכון במעבדה לננו חומרים בראשותה של פרופ' אלה זאק, דקנית הפקולטה למדעים במכון, המשמשת כחוקר-משנה בכיר בפרויקט הזה.

"לאחר הליך טיפול חדשני בפלזמה שפותח במחקריי הקודמים, אנו נשלב את הננו-צינוריות בתאי השמש כדי לייצב אותם ולמנוע שחיקה שלהם בתנאי סביבה. כמו כן נשדרג את תאי שהשמש משולבי ננו-צינורות בכך שנכפיל את ההולכה החשמלית של אותן הננו-צינוריות בעזרת "סימום" (doping) ע''י הכנסת כמויות קטנות של אטומים זרים כגון גליום (Gallium) בשיטת הפצצה יונית ממוקדת (FIB) ובכך נשפר עוד את הביצועים והיעלות של ההתקנים הסולאריים מבוססי Halide Perovskites.

שיתוף הפעולה בין פרופ' לייכטמן ועמיתיו מקרואטיה החל לפני מספר חודשים במסגרת תוכניתCOST האירופאית (EUROPEAN COOPERATION IN SCIENCE AND TECHNOLOGY) שיעודה יצירת שיתופי פעולה ראשוניים בתחומים שונים של מדע וטכנולוגיה. מדינת ישראל היא חברה מן המניין בתוכנית זו.

"דווקא בתקופה קשה ומאתגרת זו שיתופי פעולה בינלאומיים מסוג זה הם חשובים במיוחד", מסכם פרופ' לייכטמן.
פרופ' אלכס לייכטמן הוא חבר סגל בכיר במחלקה לפיסיקה שבפקולטה למדעים במכון. פרופ' לייכטמן הוא ראש המעבדה לאפיון של חומרים בעזרת שיטות חדשניות של מיקרוסקופיה וספקטרוסקופיה, ופרסם מעל 50 מאמרים בתחומים של חקר חומרים מתקדמים, מדעי הננו, פיסיקה וכימיה של פני השטח.

פורסם: 27/11/2023