Instytut Wysokich Ciśnień

Z radością informujemy, że Narodowe Centrum Nauki (NCN) przyznało finansowanie na badania tandemowych ogniw InGaN–perowskit dr hab. inż. Julicie Smalc-Koziorowskiej, prof. IWC PAN z naszego Instytutu.

Tandemowe ogniwa InGaN–perowskit będą badane w projekcie Sonata BIS pt. "Budowa i optymalizacja azotkowych i tandemowych azotkowo-perowskitowych ogniw słonecznych" we współpracy między Instytutem Wysokich Ciśnień PAN i Instytutem Chemii Fizycznej PAN. Kierownikiem projektu jest dr hab. inż. Julita Smalc- Koziorowska prof. IWC PAN a kierownikiem grupy w Instytucie Chemii Fizycznej PAN, w którym będzie realizowany projekt jest dr hab. inż. Daniel Prochowicz, prof. IChF PAN.

Projekt wpisuje się w rosnące zapotrzebowanie na czystą energię  i konieczny rozwój technologii fotowoltaicznych o wyższej wydajności niż klasyczne ogniwa krzemowe. Jednym z najbardziej obiecujących rozwiązań są tandemowe ogniwa słoneczne, które łączą materiały o różnych przerwach energetycznych, aby efektywniej wykorzystać widmo światła słonecznego. Projekt Sonata BIS będzie skoncentrowany na połączeniu dwóch wyjątkowo obiecujących materiałów:

• InGaN – półprzewodnik o regulowanej przerwie energetycznej, wysokiej stabilności i dużym współczynniku absorpcji światła.
• Perowskity halogenkowe – materiały o znakomitych właściwościach optoelektronicznych, które już dziś osiągają ponad 25% sprawności konwersji energii.

Główne cele projektu:

• opracowanie i optymalizacja pseudosubstratów InGaN o wysokiej zawartości indu,
• konstrukcja i testowanie ogniw słonecznych opartych na InGaN,
• demonstracja tandemowych ogniw InGaN–perowskit, które mogą przekroczyć ograniczenia klasycznych architektur PV.

Projekt odpowiada na kluczowe wyzwania materiałowe – takie jak defekty krystaliczne czy ograniczenia wzrostu warstw InGaN – i ma potencjał wnieść istotny wkład w rozwój fotowoltaiki oraz optoelektroniki III–V. Celem jest nie tylko poprawa sprawności ogniw słonecznych, ale również poszerzenie fundamentalnej wiedzy o półprzewodnikach azotkowych i hybrydowych strukturach fotowoltaicznych. Streszczenie popularnonaukowe.

Gościem redaktora Krzysztofa Michalskiego w audycji "Eureka. Ludzie Nauki" w Polskim Radiu będzie prof. Michał Boćkowski, dyrektor IWC PAN, który opowie o rozpoczętym właśnie w Instytucie projekcie "Centrum Fizyki i Technologii Półprzewodników Azotkowych GaN-Unipress" finansowanym przez Fundację na Rzecz Nauki Polskiej (FNP).

Rozmowy będzie można posłuchać na żywo dziś, 23 lutego 2026, w Pierwszym Programie Polskiego Radia o 19:05 lub odsłuchać później w Internecie pod adresem.

We współpracy z AIST zespół badawczy prof. Shiv J. Singh'a (z Laboratorium Nadprzewodników i Technologii Wodorowych NL-6) rozszerzył diagram fazowy nadprzewodnictwa dla fluorem domieszkowanego SmFeAsO (Sm1111) aż do rekordowego poziomu 40% substytucji fluorem, wykorzystując technikę wysokiego ciśnienia w prasie sześciennej (CA-HP, ciśnienie do 6 GPa).

Serię próbek SmFeAsO_1-xF_x (Sm1111) o zakresie 0,05 ≤ x ≤ 0,40 wytworzono przy użyciu tej techniki CA-HP, co pozwoliło na kontrolowane i jednorodne wprowadzenie fluoru w szerokim zakresie składu, obejmującym również reżim przewodnictwa nadmiarowego. Pomiary strukturalne, ramanowskie, transportowe oraz magnetyczne potwierdziły stabilność tetragonalnej fazy Sm1111 oraz skuteczną substytucję fluorem w całej serii. W porównaniu z próbkami wytworzonymi metodami konwencjonalnymi, metoda wysokociśnieniowa znacząco poprawia właściwości nadprzewodzące: w obszarze niedomieszkowanym temperatura przejścia w nadprzewodnictwo (T_c) wzrasta o 10–17 K, a gęstość prądu krytycznego (J_c) zwiększa się nawet o rząd wielkości. Górne pole krytyczne zbliża się do 200 T, co wskazuje na silne ograniczenie paramagnetyczne oraz przewodnictwo wielopasmowe. Po raz pierwszy, przy użyciu techniki wysokiego ciśnienia, opracowano rozszerzony diagram fazowy nadprzewodnictwa dla układu Sm1111. Wyniki te pokazują, że synteza wysokociśnieniowa jest kluczową strategią inżynierii materiałowej, umożliwiającą rozszerzenie zakresu substytucji i optymalizację właściwości nadprzewodzących.

Więcej szczegółów znajduje się w publikacji: M. Azam, T. Zajarniuk, R. Diduszko, T. Palasyuk, C. Jastrzębski, A. Szewczyk, H. Ogino, S. J. Singh: “Fluorine substitution‑dependent phase diagram and superconducting properties of Sm‑based oxypnictides synthesized by a high‑pressure growth technique”, J Mater Sci: Mater Electron 37, 385 (2026).

Rysunek: (a) Temperatura początku nadprzewodnictwa T_c uzyskana z pomiarów rezystywności oraz (b) J_c wyznaczona z pomiarów magnetyzacji dla próbek SmFeAsO_1-xF_x przygotowanych metodą CA-HP, w funkcji nominalnej zawartości fluoru (x). Trzy zacienione obszary kolorystyczne oznaczają rejony niedomieszkowane, optymalne (Opt.) oraz nadmiarowo domieszkowane. Dla porównania uwzględniono również wcześniejsze dane

W dniach 26-27 stycznia oraz 2 lutego 2026 roku miało miejsce wydarzenie naukowe o międzynarodowej randze - 4^th Polish-Slovenian International Seminar (PSIS) on Soft Matter (SM) & Young4SoftMatter Day: Faces of Soft Matter 2026 - ONLINE EDITION.

Inicjatywa ta została zapoczątkowana przez dr hab. Aleksandrę Drozd-Rzoskę, prof. IWC PAN, a jej pierwsza edycja odbyła się w 2021 roku. Więcej o wydarzeniu pod linkiem: https://young4softmatter.pl

Dyrektorzy 4th PSIS on SM & Young4SoftMatter Day: Faces of Soft Matter 2026:

• dr hab. Aleksandra Drozd-Rzoska, prof. IWC PAN (Polska)
• red. prof. dr Samo Kralj (Słowenia)