2013

Функциональные слоиФункциональные слои на основе оксида цинка в на основе оксида цинка в

тонкопленочных солнечных тонкопленочных солнечных преобразователяхпреобразователях

Российская Академия наукДагестанский научный центрИнститут физики

Цель проектаЦель проекта

1.Разработка материалов и технологий dc магнетронного формирования функциональных покрытий для систем отображения информации, солнечных панелей, энергосберегающих покрытий i-стекла.

2. Создание альтернативных материалов на основе ZnO для замены дорогостоящих электродов на основе систем ITO (In2O3-SnO2) и повышения стабильности характеристик материала в условиях ионной бомбардировки и воздействия водородной плазмы тлеющего разряда.

3.Создание антистатических покрытий элементов космических аппаратов для замены используемых покрытий на основе слоев систем ITO (In2O3-SnO2).

4. Создание керамических и металло-керамических материалов на основе ZnO для использования в качестве мишеней для магнетронного формирования прозрачных электродов и антистатических покрытий.

РЫНОК МИШЕНЕЙ ТСОРЫНОК МИШЕНЕЙ ТСО

, США ежегодно инвестирует около 15 миллиардов в развитие альтернативных источников энергии.

http://nanomarkets.net/market_reports/report/transparent_conductor_markets_2013

Сущность задачи

Dye-sensitized solar cell

Опыт работы коллектива (Опыт работы коллектива (I)I)

Опыт работы коллектива (Опыт работы коллектива (II)II)Прикладные работыКоллективом исполнителей разработаны тонкопленочные компоненты многофункциональных индикаторов для предприятий НПО «Платан» (Фрязино), РПКБ (Раменское).

Коллективом авторов выполнена комплексная работа по исследованию, разработке, выполнению НИОКР, внедрению в производство на предприятии ОАО «Полема» патентно-чистых технологий синтеза керамических мишеней, продвижению продукции в ходе презентаций в R&D ведущих мировых производителей LCD и Solar Cell (полный цикл «НИР – НИР – ОКР- ОКР- Внедрение–Внедрение– Продвижение продукцииПродвижение продукции»).

Коммерциализация результатов НИР

Патентная защитаПатентная защита

2102814 09.11.1995 «Способ нанесения пленок». 

2114487 30.05.1996 « Способ магнетронного распыления». 

2285280 16.03.2001 «Жидкокристаллический экран». 

2280015 20.02.2004 «Способ синтеза керамики». 

230771314.07.2004

« Способ нанесения оксидных пленок». 

WO/2007/ PCT/RU2005421 16.08.2005

«Ceramic synthesis method». 

WO/2007/ 21221PCT/RU 2006/00043316.06.2006

« Ceramic target, film constituting zinc, gallium and boron oxide andmethod of manufactering of the said film». 

2382014 29.07.2008 « Способ синтеза керамики на основе оксида цинка». 

2395377 16.12.2008 « Способ крепления терморегулируемой детали».

2425430 31.12.2009 « Способ изготовления микроприбора».  

2439454 201010103415.01.2010

« Печь для термообработки».  

2011146090 14.11.2011 «Способ изготовления мишени на основе оксида цинка». 

PCT/RU2012/ 000618 «Способ изготовления мишени на основе оксида цинка». 

2013109779 2013.03.05 «Способ формирования слоев на основе оксида цинка». 

Построение работ по проектуПостроение работ по проектуНИР---------Приоритетные исследования с привлечением РАН

ОКР-----Разработка Промышленных технологий-------------Создание интеллектуальной собственности

Производство-----------------Организация поставок Керамических мишеней для формирования покрытий.

Менеджмент----------------Продвижение продукции на рынке высоких технологий

Слои Слои ZnO: Al (AZO)ZnO: Al (AZO)

Спекание в парах металлаСпекание в парах металла (GZOB-VA) (GZOB-VA)

Многослойные ТСО Многослойные ТСО ITO/GZO/GlassITO/GZO/Glass

Glass Substrate

Advanced GZO 165 nm

ITO 25nm

Layer Growth Rate

(nm/min)

Thickness(nm)

Rs

(Om/sq)

ρ (Om∙cm)

Etching rate,(nm/min)

A-GZO 1,76 165 17,5 2,8910-4 15

ITO 1,67 25 130 3,2510-4 0

A-GZO/ITO - 190 16,2 3,0810-4 0

Синтез керамическихСинтез керамических мишеней мишеней GZOGZO

A-GZO

Target’s surface. Nodules formation Target’s surface. Nodules formation

ГазофазныйГазофазный синтез синтез ультрадисперсныхультрадисперсных структур структур

Со-распыление ZnO-ZnСинтез в системе Zn – O2

ЗАКЛЮЧЕНИЕЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработан номенклатурный ряд керамических мишеней на основе доступного материала (ZnO) для формирования электродов в Solar Cell, low-E покрытий стекла, создания антистатических покрытий.

2. Разработан новый класс металло - керамических мишеней для формирования слоев с высоким структурным совершенством.

3. В сотрудничестве с ЦТТ РАН и РОСНАНО проводятся мероприятия по развертыванию работ, направленных на коммерциализацию созданной интеллектуальной собственности.

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОДУКЦИИОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОДУКЦИИФормирование на поверхности оконного стекла низкоэмиссионного покрытия (low-E), минимизирующего потери тепла зимой и перегрев помещений летом. Обеспечивает снижение затрат на энергообеспечение зданий примерно на 20%

Прозрачные электроды являются одним из ключевых функциональных покрытий в составе ЖК дисплея. Разработанные авторами проекта материалы отвечают требованиям производителей дисплеев

Индустрия светоизлучающих диодов. В данных устойствах слои ZnO используются в качестве прозрачных электродов и в качестве светоизлучающего материала.

Оксид цинка является базовым материалом для формирования прозрачных электродов в солнечных преобразователях. Помимо этого цветосенсибилизированные солнечные преобразователи построены на основе наноструктуроксида цинка.

Схема Схема координации координации Координационный

центр межотраслевой вертикально- интегрированной

структуры по разработке и внедрению новых патентно-чистых материалов

и технологий

Технологический центр

РКК «Энергия»ИСС

НПО «Квант»

НИИ им. Келдыша

ИКАН

Nitol Solar

LG, Samsung, GMO, AUO, von Ardenne, AGC et al.

Дубна

РПКБ

ИСС

ОАО «Полема»

Thank you for your attention!Thank you for your attention!