© Adrian RADU 2007
 
Cod proiect: PN-III-P1-1.1-TE-2019-0868
Nr. contract: TE 115 / 2020
Titlu proiectului: Electrozi-de-spate nanostructuraţi pentru celule solare cu eficienţă ridicată
Acronim: NANODELL
Valoare: 431.900 RON
Durata: 24 de luni (15/09/2020 - 14/09/2022)

Finanţator: UEFISCDI, România
Coordonator: Universitatea din Bucureşti, România
Derulat prin: Centrul MDEO al Facultăţii de Fizică, Măgurele, România

Director de proiect: Conf. Univ. Dr. Ing. Vlad-Andrei ANTOHE
E-mail: vlad.antohe@fizica.unibuc.ro ; vlad.antohe@gmail.com

Website (RO): mdeo.eu/MDEO/Proiecte/TE115
Website (EN): ava.myasustor.com/nanodell


Rezumatul proiectului:
Acest proiect încearcă să depăşească anumite limite tehnologice ale momentului legate de celulele fotovoltaice pe bază de heterojoncţiuni din compuşi semiconductori A(II)-B(VI), aparţinând "generaţiei a II-a" de celule solare, şi anume îmbunătăţirea colectării purtătorilor de sarcină prin re-configurarea inteligentă a arhitecturii celulei. În acest context, am propus un nou concept de celulă solară de tip "substrat", folosind exclusiv compuşi calcogeni A(II)-B(VI) ne-toxici pe bază de Zn, şi având electrozi nanostructuraţi pentru creşterea eficienţei de colectare a purtătorilor de sarcină foto-generaţi. Pe de o parte, vom dezvolta o platformă fiabilă pentru creşterea de matrici localizate de nanofire aliniate-vertical pe substrat, având proprietăţi geometrice (de ex. densitate şi factor-de-aspect) ajustabile într-un domeniu larg de valori. Vom folosi apoi aceste matrici de nanofire metalice ca electrozi nanostructuraţi pentru a creşte eficienţa de colectare a golurilor de la interfaţa "contact-de-spate/stratul semiconductor principal absorbant" din celulă. Pe de altă parte, vom îmbunătăţi şi colectarea de electroni, prin crearea unei interfeţe noi şi optimizate bazată pe ZnO între "stratul-fereastră" şi electrodul-de-vârf transparent şi conductor, altul decât convenţionalul ITO (oxid de indiu şi staniu). Toate noutăţile tehnologice abordate în acest proiect deschid cu siguranţă o cale remarcabilă spre integrabilitatea şi fabricarea pe scară-largă, nu numai a celulelor fotovoltaice mai eficiente, dar şi a generaţiei următoare de dispozitive electronice şi optoelectronice nanostructurate, având dimensiuni reduse dar suprafeţe funcţionale extrem de mari.


Scopul principal al proiectului:
Studiul influenţei electrozilor-de-spate nanostructuraţi (NBEs) şi a electrozilor-de-vârf ("fereastră") constituiţi din oxizi transparenţi şi conductori (TCO), asupra performanţelor celulelor fotovoltaice de tip "substrat" construite din heterojoncţiuni bazate pe filme subţiri din compuşi semiconductori A(II)-B(VI) pe bază de Zn ce sunt "prietenoăi" cu mediul înconjurător.

Prin cunoştinţele acumulate de-a lungul implementării proiectului NANODELL, scopul final este de a obţine o celulă solară bazată pe NBEs, cu cel puţin 20% mai eficientă în raport cu o celulă convenţională configurată cu aceleaşi materiale dar bazată exclusiv pe filme subţiri (fără NBEs).


Obiective specifice:
(O1) Dezvoltarea unei platforme experimentale de sinteză electrochimică asistată de şablon
Realizarea unei montaj experimental de sinteză electrochimică asistată de şablon, adaptat pentru creşterea controlată a nanofirelor aliniate-vertical în raport cu substratul, având densitate şi factor-de-aspect uşor de controlat. Acesta este primul astfel de sistem dezvoltat în România şi în particular la centrul MDEO.
(O2) Fabricarea electrozilor-de-spate nanostructuraţi (NBEs) bazaţ pe nanofire
Prepararea electrozilor-de-spate nanostructuraţi (NBEs) din metale cu lucru mecanic de extrac?ie diferit (de ex. Au, Cu şi Cu:Au) şi de a investiga influenţa materialelor, precum şi densitatea şi geometrica nanofirelor (de ex. lungimea şi diametrul), asupra performanţelor celulelor solare de tip "substrat", bazate pe compuşi A(II)-B(VI), având următoarea configuraţie: NBE/ZnTe/ZnSe/ZnO/TCO, unde TCO este confecţionat din Oxid de Zinc dopat cu Indiu (IZO) sau Oxid de Zinc dopat cu Aluminiu (AZO).
(O3) Optimizarea electrozilor-de-vârf ("fereastră") bazaţi pe TCO
Studiul influenţei tipului şi al grosimii optime a electrozilor-de-vârf ("fereastră") bazaţi pe TCO, asupra performanţelor celulelor solare de tip "substrat", bazate pe compuşi A(II)-B(VI), având următoarea configuraţie: NBE/ZnTe/ZnSe/ZnO/TCO, unde TCO este confecţionat din IZO sau AZO.
(O4) Diseminarea rezultatelor obţinute către publicul larg
Diseminarea rezultatelor ştiinţifice obţinute, atât către specialişti, cât şi către publicul larg, prin publicaţii, participări la comunicări ştiinţifice şi acţiuni de pupularizare pe reţele sociale.


Echipa de cercetare implicată în proiect:
  1. Conf. Univ. Dr. Ing. Vlad-Andrei ANTOHE, Director de Proiect
    2. Conferenţiar Universitar / Cercetător Ştiinţific CS II
  2. Conf. Univ. Dr. Sorina IFTIMIE, Expert
    3. Conferenţiar Universitar / Cercetător Ştiinţific CS II
  3. Lect. Univ. Dr. Şerban Nicolae STAMATIN, Expert
    4. Lector Universitar / Cercetător Ştiinţific CS III
  4. Ing. Ana-Maria PANAITESCU, Membru în echipă
    5. Doctorand / Asistent de Cercetare
  5. Ing. Ana-Maria RĂDUŢĂ, Membru în echipă
    6. Doctorand / Asistent de Cercetare
  6. Prof. Univ. Dr. Daniela DRAGOMAN, Consilier Ştiinţific
    7. Profesor Universitar / Cercetător Ştiinţific CS I

Pentru informaţii suplimentare despre fazele de execuţie ale proiectului (în Limba Engleză), apăsaţi AICI!