20.04.23 1

Технология АКТИВНЫЙ НАНОВОРСИСТЫЙ МАТЕРИАЛТехнология АКТИВНЫЙ НАНОВОРСИСТЫЙ МАТЕРИАЛ

Конфиденциально

Стадия проекта : 0 (Стадия Идеи)

Описание технологии: Предложена концепция Активного нановорсистого материала (АНВ-материал), где каждая нановорсинка имеет входной электрод и отделённый зазором управляющий электрод. Данный материал является в частности перспективной элементной базой для создания солнечных батарей нового поколения (без использования фотоэффекта). Массив ориентированных нановорсинок выступает в качестве массива наноантенн. Решается ключевая проблема указанного подхода – распрямление индуцируемого в наноантеннах сигнала частотой порядка 100 ТГц.

Описание новизны: Материал указанной конфигурации предложен и реализован впервые. Для подведения управляющего электрода к нановорсинкам применён новый метод самосовмещения, основанный на эффекте локального анодного окисления (РФ-патент; проводится патентование в ряде стран). Наличие указанного управляющего электрода позволяет решить ключевую проблему вывода индуцируемого сигнала во внешнюю цепь.

Текущее состояние и перспективы разработки:

Разработана экспериментальная технология формирования АНВ-материала для подложек диаметром 25 мм (обеспечивается масштабирование на подложки произвольной площади и геометрии). 100 нановорсинок на мкм2. Технология нуждается в доработке в части самосовмещения нановорсинок по всей площади подложки.

Необходимо проведение экспериментальных исследований взаимодействия указанных структур с внешним электромагнитным излучением

РынкиРынки

2

Подробная оценка рынка и выбор конкретных сегментов будут осуществлены

на следующих этапах проекта в результате:

Проведения подробных маркетинговых исследований;

Получения результатов испытаний образцов;

Получения обратной связи от потенциальных потребителей.

В целом рассматриваемый рынок известен и на текущем этапе не нуждается

в специальном обосновании.

Далее приведены общие оценки рынка солнечных батарей.

3

Все существующие солнечные батареи основаны на фотоэффекте. Основным недостатком таких систем является их низкий КПД (в среднем 15%). Использование технологии на основе АНВ-материала позволяет увеличить КПД батареи до 45% при

снижении стоимости единицы площади и ряде других преимуществ

В 2010 году общий объем российского рынка фотовольтаики составил только 6,2 МВт. Но уже к 2020 г. по прогнозам экспертов ожидается рост до 54 МВт или 5122 млн. руб.

Потенциальными заказчиками технологии и оборудования на основе АНВ-материала для солнечной энергетики являются компании, занимающиеся

разработкой и производством солнечных батарей по всему миру

$38.5 млрд.

2009 2014

CAGR 20% $96,8 млрд.

Мировой рынок солнечной энергетики

Источник: Solarbuzz.

Источник: РБК.Исследования рынков.

РынкиРынки

4

Аналоги и конкуренты:

Технология АНВ-материала не имеет прямых мировых аналогов.

В качестве конкурентов следует рассматривать все типы современных солнечных батарей, основанных на фотоэффекте (кремниевые: монокристаллические, поликристаллические, тонкоплёночные; решения на основе гетероструктур, оксидов металлов и органических соединений)

Преимущества решения на основе АНВ-материала:- Высокий КПД. Внутренний КПД преобразования электромагнитного излучения

посредством наноантенн достигает более 94%. Согласно оценкам, реализуемый АНВ-материалом способ вывода сигнала во внешнюю цепь обеспечивает верхний предел итогового КПД около 45%.

- Целевой диапазон преобразуемого электромагнитного излучения расширяется на всю видимую область, включая её длинноволновую часть, а также на область инфракрасного (теплового) излучения. Это составляет существенное отличие от батарей, основанных на фотоэффекте, восприимчивых только к коротковолновой части видимого диапазона. Солнечные батареи на новом принципе работы могут функционировать также ночью и в плохую погоду, преобразуя тепловое излучение окружающих объектов. Кроме того снижается чувствительность солнечных батарей к загрязнению поверхности.

- Низкая стоимость единицы площади солнечной батареи (до 3 тыс. руб./м2; обеспечивается стоимостными параметрами базовой технологии АНВ-материала).

РынкиРынки

5

Стратегия выхода на рынок:

После проведения собственных исследований, образцы АНВ фотовольтаических элементов проходят испытания в специализированных центрах, обладающих соответствующими компетенциями. Часть из данных центров входят в состав присутствующих на рынке производителей солнечных батарей (Россия, Китай, США, ЕС, Япония).

На основе полученных параметров испытаний указанные производители выдвигают свои предложения по условиям вывода новой элементной базы на рынок с их участием. Государственным соинвестором выступает корпорация РОСНАНО. По результатам анализа полученных предложений и учёта политики РОСНАНО выбирается оптимальное решение. Данное решение, в том числе, может включать привлечение стороннего стратегического инвестора и создания нового независимого производителя солнечных батарей.

Потенциальный объём рынка соответствует всему рынку солнечных элементов, с тем отличием, что снижение себестоимости единицы генерируемой энергии, вследствие перехода на новую элементную базу, обеспечит повышение уровня внедрения солнечных элементов как таковых, что в свою очередь обеспечит дополнительное расширение рынка. Ниши, целесообразные для освоения на первом этапе внедрения, определяются результатами испытаний.

Планируется, что технология займёт лидирующие позиции на мировом рынке солнечных элементов, в существенной степени вытиснив солнечные элементы на основе фотоэффекта.

РынкиРынки

20.04.23 6

Права интеллектуальной собственности Права интеллектуальной собственности IPIP

Конфиденциально

Все права на интеллектуальную собственность, разработанную в рамках проекта, будут принадлежать: ООО «ФанНано».

Планируется получение следующих патентов:

- Продолжить патентование базовой АНВ-технологии в Китае, ЕС, Индии (на текущий момент получен патент РФ, заявка переведена на международный уровень по процедуре PCT; начата национальная фаза в указанных странах).

- Инициировать заявку на патент, специализированный на приложении АНВ-материала в области солнечной энергетики

В проекте используется патент № 2349542 «Наноэлектромеханическая структура (варианты) и способ её получения (варианты)». Патентообладатели: Хартов С. В., Неволин В.К. Патент используется ООО «ФанНано» на основании лицензионного договора.

20.04.23 7

Схема, диаграммы для разъяснения решения (при необх.)Схема, диаграммы для разъяснения решения (при необх.)

Конфиденциально

Схематическое (слева) и РЭМ (справа) изображение АНВ-материала. Флуктуация эл. потенциала на кончиках нановорсинок приводит к эмиссии электронов. Зазор вокруг нановорсинки выполняет функцию сепаратора электрических зарядов

Необходимо определённое принципиальное уточнение касательно состава и геометрии системы. Данное уточнение приведено в соответствующих материалах для экспертизы

Хартов Станислав, Россия, 30 лет • Роль в проекте: руководитель• Должность в компании: директор• Сфера деятельности и опыт: к.т.н., лауреат Премии Правительства

России в области науки и техники для молодых учёных 2009; 25 публикаций, 7 патентов, 12 наград, успешный опыт реализации инновационного проекта (проект «CVDomna»).

Симунин Михаил, Россия, 28 лет• Роль в проекте: химик-технолог• Должность в компании: технолог• Сфера деятельности и опыт: к.т.н. лауреат Премии Правительства

России в области науки и техники для молодых учёных 2009. 41 публикация, 2 патента, 9 наград, успешный опыт реализации инновационного проекта (проект «CVDomna»).

Ряд научных сотрудников ИФ КНЦ СО РАН

20.04.23 8

Команда проектаКоманда проекта

Конфиденциально

Потребность в инвестициях и стратегия их привлечения (см. в т.ч. Дорожную карту проекта):

Этап «до опытного образца» :

1-й год. Потребность: 5 млн. руб.

Привлечение:

20.04.23 9

Инвестор проектаИнвестор проекта

Конфиденциально

Собственные средства ООО «ФанНано» – 0,9 млн. руб.

Средства технологического партнера ООО «СПАРК-Дон» – 0,6 млн. руб.

Минигрант СКОЛКОВО – 3,5 млн. руб.

2-й год. Потребность: 30 млн. руб.

Фонды в области Cleantech: 8 млн. руб.

Грант СКОЛКОВО – 22 млн. руб.

Этап «организация серийного производства»:

Потребность: около 1 млрд. руб.

Привлечение: РОСНАНО и специализированный производитель солнечных батарей, либо сторонний стратегический инвестор (в случае создания независимого производителя; см. Стратегия выхода на рынок).

Кроме приложения в области солнечных батарей АНВ-технология представляет существенный интерес также в следующих областях:

Трибологические покрытия

Газовые сенсоры

Наномембраны и нанореакторы нового типа

Самоочищающиеся покрытия

Распределённые эмиттеры электронов

И др.