Projektai

• "Perovskitinių saulės elementų stabilumas: degradacijos vyksmų identifikavimas ir valdymas" (Nr. 09.3.3-LMT-K-712-01-0031). 2018-2021. Projekto vadovas dr. Marius Franckevičius, vykdytojai: Vidmantas Gulbinas, Renata Karpič, Andrius Devižis, Andrej Dementjev, Egidijus Kamarauskas.
  Perovskitų saulės elementai pastarajį dešimtmetį yra viena iš sparčiausiai besivystančių alternatyvių saulės elementų technologijų. Nepaisant ypač didelės pažangos didinant perovskitų elementų našumą, kuris šiuo metu siekia 22%, jų laikinis stabilumas vis dar nėra pakankamas, o tai ypač nepalanku praktiniu požiūriu norint užtikrinti tolimesnį šios technologijos vystymą. Nors dalis priežasčių, dėl kurių vyksta perovskitų degradaciją yra žinomos ir siejamos tiek su išoriniais (deguonimi, ultravioletine spinduliuote, temperatūra) tiek su vidiniais (jonų migracija, histereze) veiksniais, visgi šių priežasčių įtakos perovskitų degradacijai supratimas dar nėra pakankamas, tačiau yra būtinas norint užtikrinti perovskitinių medžiagų stabilumą, kuris yra ypač svarbus tolimesniam šios technologijos vystymui.
  Šiame projekte daugiausiai dėmesio bus skiriama dviems su perovskitų degradacija susijusiems aspektams. Pirma, tarpusavyje derindami spektroskopijos, fotoelektrinius ir struktūros charakterizavimo metodus tirsime šviesos sukeltų degradacijos procesų mechanizmus ir jų įtaką pagrindiniams prietaisų veikimą užtikrinantiems vyksmams. Antra, sieksime apsaugoti perovskitines medžiagas nuo fotodegradacijos įvesdami įvairias priemaišas ir apsaugodami nuo  nepageidaujamo aplinkos poveikio apsauginėmis dangomis, bei tirsime šių priemonių stabilizavimo mechanizmus ir pašalinį poveikį.

• “Naujos kartos fluorescuojantys klampos jutikliai" (Nr. P-MIP-19-211). 2017-2019. Projekto vadovas - Aurimas Vyšniauskas.
  Molekulinės difuzijos ir tuo pačiu reakcijų greitis ląstelėje ženkliai priklauso nuo viduląstelinės klampos. Ją išmatuoti galima nauju ir pajėgiu būdu naudojant klampai jautrius fluoroforus. Deja, ankstesni tyrimai parodė jog šie klampos jutikliai yra jautrūs ne tik klampai, bet ir temperatūrai bei tirpiklio poliškumui arba jo gebėjimui formuoti vandenilinius ryšius. Tai yra nemenka problema taikant šiuos jutiklius ląstelėje, nes dėl sudėtingos ir įvairialypės vidinės ląstelės aplinkos išmatuotos klampos vertės, tikėtina, bus neteisingos. Šio projekto tikslas yra sukurti keletą naujos kartos klampos jutiklių, kurie būtų daug patikimesni už šiuo metu naudojamus.

Įvykdyti projektai:

• “Akceptorinių medžiagų įtaka krūvininkų generacijai ir judėjimui organiniuose Saulės elementuose”, LMT mokslininkų grupių projektas. 2015-2017. Vadovas V.Gulbinas, vykdytojai: M.Franckevičius, A.Devižis, V.Pranculis, V. Bertašius, R.Karpič
  Geriausiai veikiantys organiniai Saulės elementai naudoja fulereną ir jo darinius kaip elektrono akceptorines medžiagas . Bandymai panaudoti kitas, pigesnes medžiagas yra mažiau sėkmingi ir kol kas neaišku kodėl. Naujausi tyrimai, tame tarpe ir musų darbai, parodė, kad fulereno pagrindu sukurtos medžiagos pasižymi gan aukštu elektronų judriu, kuris manoma vaidina svarbų vaidmenį krūvininkų generacijos ir ištraukimo vyksmuose. Bendrai, krūvininkų judris ir difuzijos sparta yra vieni iš svarbiausių elektroninių medžiagų parametrų. Organinėse medžiagose jie yra žymiai mažesni nei neorganiniuose puslaidininkiuose, tačiau priklauso nuo laiko; pradiniais laiko momentais gali būti keliomis eilėmis aukštesni.
  šiame projekte mes tirsime krūvininkų generacijos ir judrio dinamiką Saulės elementuose su elektrono akceptorinėmis medžiagomis polimere , mažų molekulių bei puslaidininkinių nanokristalų pagrindu. Pagrindinis projekto tikslas yra suprasti kaip krūvininkų generacijos ir ištraukimo vyksmai priklauso nuo elektrono akceptorinių medžiagų savybių. Mes naudosime fotoelektrinius ir optinius krūvininkų generacijos ir judrio dinamikos tyrimo metodus pasižyminčius itin aukšta laikine skyra, leidžiančius stebėti visą krūvininkų generacijos ir išsiurbimo ciklą. Derinant šious eksperimentinius duomenis su šiuolaikiniais teoriniais tyrimo metodais tikimės suprasti krūvininkų generacijos mechanizmo detales ir galiausiai suformuluoti reikalavimus elektrono akceptorinėms medžiagoms reikalingoms kuriant efektyvius organinius Saules elementus.
• "Metaloorganinių perovskitų fotodetektoriai“, LMT projektas, vykdomas pagal nacionalinę mokslo programą „Link ateities technologijų“. 2016-2018. Vadovas R.Augulis, vykdytojai: M.Franckevičius, S.Streckaitė, V.Gulbinas, R.Karpič
  Pasiektas aukštas metaloorganinių perovskitų saulės elementų našumas suteikia pagrindo tikėtis, kad perovskitai gali būti sėkmingai panaudoti ir šviesos detektoriams. Dėka išskirtinių perovskitų savybių, jų formavimo ypatumų šie detektoriai gali ne tik pasiekti parametrus palyginamus su neorganinių puslaidininkių detektoriais, bet ir turėti išskirtinių savybių: gali būti pigūs, didelio ploto, lankstūs, lengvai integruojam i į ateities organinės elektronikos grandines. Saulės elementų ir detektorių veikimo principai kai kuriais aspektais yra panašūs, bet yra ir esminių skirtumų, kurie reikalauja kitokių medžiagų ir prietaisų sandaros. Galimos kelios skirtingos detektorių “architektūros”, suteikiančios galimybes optimizuoti skirtingus detektorių parametrus, reikalingus skirtingiems taikymams. Šis projektas skirtas ištirti CH3NH3PbX3 perovskitų panaudojimo galimybes šviesos detektorių gamyba i, įvertinti įvairių prietaisų architektūrų galimybes ir sukurti šviesos detektorių, kuris tam tikrais reikiamais parametrais gali būti palyginamas ar pranašesnis nei neorganinių puslaidininkių detektoriai. Vykdant projektą bus įsisavintos metalooraninių perovskitų sluoksnių formavimo technologijos, kuriamos naujos krūvio transporto medžiagos, išvystyti šių medžiagų ir vyksmų jose bei jų pagrindu sukurtuose prietaisuose tyrimo metodai, taigi bus įgyta kompetencija labai perspektyvioje ir inovatyvioje naujos kartos optinės elektronikos srityje ir sukurti jai vystyti reikalingą infrastruktūrą.
• “Fotofizikinių procesų analizė naujuose šviesą emituojančiouose aromatiniuose polimeruose ultrasparčiosios spektroskopijos metodais”, LMT projektas, "Bendri Lietuvos-Japonijos mokslo ir sklaidos projektai". 2017-2019. Vadovas Vidmantas Gulbinas, vykdytojai: R.Karpič, A. Vyšniauskas
  Kartu su Japonijos partneriais bus kuriamos ir tiriamos fotoninės medžiagos imidų ir poliimidų pagrindu. Dėka stangrios sandaros ir stiprių tarpmolekulinių sąveikų imidai ir poliimidai pasižymi geru stabilumu, puikiomis terminėmis, mechaninėmis ir optinėmis savybėmis bei galimybėmis jas varijuoti keičiant medžiagų molekulinę sandarą . Tai daro juos labai patrauklius kuriant fotonines medžiagas skirtas fotovolitnams prietaisams„ organiniams šviestukams, šviesos bangos ilgio konverteriams. Poliimidų liuminescencinės savybės (našumas, spektras) gali būti keičiami„ realizuojant juose šviesos indukuotą vidinę protono pernašą, agregaciją ir vidinę konversiją i tripletines būsenas. Šie procesai dažnai vyksta kartu„ sąveikauja, konkuruoja. Spektroskopiniai metodai„ ypač su laikine skyra, yra pagrindiniai įrankiai suteikantys informaciją apie kuriamų medžiagų elektronines savybes ir jose vykstančius fotoindukuotus procesus, kuri reiklainga kuriant ir tobulinant naujas fotonines medžiagas. Projekte bus kuriami ir tirami įvairios cheminės sandaros poliimidai su įvairiai prijungtais J, Br, F atomais. Sandaros ypatumai ir prijungti atomai„ lems agregacijos, vidinės protono pernašos ir vidinės konversijos savybes. Ultraspartieji liuminescencijos ir sugerties žadinimo-zondavimo metodai padės atskleisi konkuruojančių vyksmų spartas , jų priklausomybes nuo medžiagų cheminės sandaros , kietųjų sluoksnių morfologijos, temperatūros ir -suteiks informaciją apie šių vyksmų jtaką medžiagų liminescencijos spektrams ir našumui bei galimybes šiuos para metrus tikslingai keisti.