ENERGIX-Stort program energi

Dette prosjektet (IDEAS) ble utført som en del av CHINOR-programmet med et overordnet mål om å legge til rette for utvikling av langsiktige relasjoner mellom det norske solcelle-miljøet - representert ved Universitetet i Oslo (UiO) og Institutt for Energiteknikk (IFE) - og de sterke, internasjonalt anerkjente Instituttene for Fysikk og Elektroteknikk ved Chinese Academy of Sciences (CAS) i Beijing. Satsingens tekniske fokus ble motivert av de siste års bemerkelsesverdige økning i solcelleaktiviteter i Kina, som også er av spesiell interesse for det norske Research Centre for Solar Cell Technology. Dette er et nasjonalt koordinert forskningssenter for miljøvennlig energi, et såkalt FME-senter. Basert på meget gode prosjektresultater, formidling, og konkrete planer for fremtidig samarbeid, konkluderer vi med at prosjektmålene ble oppnådd. Vi har hatt mer enn ti langtidsbesøk fra gjesteforskere (mer enn 25 måneder total varighet), flere kortvarige besøk, og vi har arrangert tre workshops. Til sammen har denne utvekslingen båret frukter i form av en rekke felles vitenskapelige artikler, samt flere felles patenter. Kunnskapen som er utviklet i løpet av dette samarbeidet benyttes til å utvikle teknologi for konvensjonelle silisiumbaserte solceller, samt radikalt nye materialer. Når det gjelder forbedringen av silisiumsolceller var ett av høydepunktene vår oppfinnelse av nanopartikkel-assistert maskeløs kjemisk etsning av inverterte pyramider som metode for å redusere lysrefleksjon. Ikke bare rapporterte vi en unik teknisk løsning, men vi avdekket også den underliggende fysikken. Denne er basert på en elegant mekanisme for ladningsoverføring mellom nanopartikler, løsemiddel og siilisiumoverflaten, og er avhengig av overflatens krystallografiske orientering. Vi har med dette oppdaget en industrielt egnet løsning for produksjon av en overlegen tekstur for absorpsjon av lys, noe som tidligere kun var tilgjengelig ved hjelp av kompliserte og dyre teknikker. Vi har også utvidet vårt arbeid i nye retninger og patentert en original passiveringsmetode som kan øke ytelsen til solceller. Når det gjelder nye materialer har vi utforsket flere lovende muligheter, med hovedfokus på funksjonelle oksider. Som et eksempel løste vi et langvarig spørsmål vedrørende redusert fotonemisjon fra eksitoner forårsaket av iboende defekter i kobberoksid. Dette åpner for endelig å utnytte de ellers fremragende optiske egenskapene til dette materialet. Et ytterligere eksempel på vår innovasjonsaktivitet er vår patenterte metode for fremstilling av organisk/uorganiske hybrid- perovskitt-filmer for solcelleanvendelser. Et viktig poeng er at alle de nevnte eksemplene har blitt gjennomført av, eller med hjelp fra, doktorgradsstipendiater på utveksling. Disse har i tillegg til forskningen fått muligheten til å delta på relevante kurs. Dermed har vi oppfylt vår opprinnelige visjon om «Innovation Driven Education And Science in photovoltaics», som ga opphav til prosjektets akronym, IDEAS. IDEAS-samarbeidet planlegges opprettholdt, og kanskje til og med videreutviklet, i fremtiden. Av den grunn er vi i en prosess med å søke om statlig/regional finansiering både i Norge og Kina, i tillegg til at vi forhandler med private bedrifter for å skaffe midler til videreføring av forskningsprogrammene og/eller lisensiering av våre patenter. Vi vil også utvide vårt samarbeid med det ledende kinesiske universitetet, Tsinghua University, der vi undersøker mulighetene for både felles kurs og et felles studieprogram. Resultatene av det nåværende samarbeidet vil også benyttes i rammeverket til det kommende solenergi FME-senteret, Research Centre for Sustainable Solar Cell Technology, som nylig ble tildelt finansiering fra og med 2017. Sett i et større perspektiv styrker det nåværende samarbeidet Norges posisjon som en ledende forskningsnasjon, samtidig som det bidrar til det kunnskapsbaserte og ressursansvarlige samfunnet i Kina.

The aim of the IDEAS consortium is to develop long-term relations between the Norwegian photovoltaic (PV) community and strong internationally recognized partners in China, becoming recently an arena for remarkable acceleration of PV industries encouragin g more efforts on PV research and education. In order to explore collaboration, we identify ambitions but realistic objectives that are divided into educational, research and innovation issues, however, ultimately linked together for their successful impl ementation. Specifically, in average 30 MSc and 20 PhD students per year (in total on Norwegian and Chinese sites) will benefit from taking specific on-site short courses given by professors travelling in both directions covering both technical and entre preneurship issues . Further, we plan for MSc and PhD student travelling in both directions too for taking experimental courses. In order to reduce the cost, all distant travelling to courses given in Norway/China will be synchronized with the rest of the IDEAS activities, for example research training visits, annual workshop participation, staff exchange etc. In terms we target to go beyond state of the art in (i) pushing Si-based solar cell technology toward its ultimate performance and (ii) exploring n ew semiconductors and nanostructures for PV devices. The ultimate target is to prepare for the results uptake and moving the effort toward innovations providing foundation for a long term operation well beyond the first 3 years. Presently we may foresee similar (or even increased) volume of the project for the second step (2015-2020) of operation.