Laboratorium Molekularnych Innowacji Słonecznych

Zarys tematyki badawczej LMIS:

Pomimo niewątpliwych sukcesów w dziedzinie energii odnawialnej, wyzwaniem nadal pozostaje wytworzenie takiego materiału, którego wydajność byłaby równa  tej osiąganej w naturalnych układach lub obliczeniowej teoretycznej, i który byłby stabilny w czasie tak, aby zapewnić długotrwałą produktywność w procesie przetwarzania energii słonecznej. Mając na uwadze powyższe wyzwanie, centralną osią badawczą Laboratorium Molekularnych Innowacji Słonecznych jest projektowanie oraz konstrukcja różnego rodzaju złącz półprzewodnikowych, które bazując na sprzężeniu własności elektronowych składowych materiałów umożliwią wzmocnienie wydajności przetwarzania energii słonecznej do innych rodzajów energii użytkowej. Z reguły, badania te, są dedykowane specyficznym zastosowaniom  tj. fotowoltaika,  ogniwa słoneczne, czujniki, termoelektryki, baterie, kondensatory oraz inne, wykorzystujące materiały nanostrukturalne. Jednak wszystkie te zastosowania oprócz tego, że polegają na zdolności pułapkowania i absorpcji światła, wzbudzaniu i dynamice transportu ładunków, mają wspólny mianownik, którym jest złącze, typu homo- hetero- lub wieloskładnikowe determinujące pracę i wydajność całego układu. Poznanie i zrozumienie procesów transportu nośników prądu w układach połączonych półprzewodników umożliwia korelację architektury układu pracującego z mechanizmem wzbudzania nośników prądu, ich zdolnością rozdziału, odbioru, pułapkowania oraz czasem życia, czyli de facto z wydajnością w kierunku pożądanego procesu. Stąd też, punktem wyjścia do badań grupy SOLEIL są badania dynamiki transportu ładunków w pojedyńczych półprzewodnikach,  a następnie rozszerzenie badań o układy połączone. Różnice w pochodzeniu nośników prądu, ich transporcie, powstawaniu krótkotrwałych stanów przejściowych, ich czas trwania, wykazane w następstwie zastosowania technik spektroskopii kinetycznej są podstawą do dalszej analizy wskazującej na mechanizm reakcji fotochemicznej oraz identyfikacji procesów limitujących wydajność złącza pracującego. Identyfikacja i przeciwdziałanie tym procesom, jest kluczowym etapem warunkującym sukces w konstrukcji układów i urządzeń efektywnie przetwarzających energię słoneczną.

Inne tematy badawcze realizowane w LMIS obejmują również:

Eksplorację nowych podejść do aktywacji redukcji cząsteczki CO₂ wspomaganej energią słoneczną oraz kombinatoryjnymi technikami elektrochemicznymi.

• Identyfikację, projektowanie, modelowanie, syntezę oraz wytwarzanie nanostruktur, nowych materiałów półprzewodnikowych.
• Konstrukcję oraz charakteryzację układów do detekcji fotoelektrochemicznej biomolekuł oraz immunosensorów.

https://orcid.org/0000-0002-4811-1143