Noi tipuri de celule solare flexibile pe baza de compuşi CIS obţinuţi prin electrodepunere

Transcription

1 1. Secţiunea publică: a. Titlul complet al proiectului: Noi tipuri de celule solare flexibile pe baza de compuşi CIS obţinuţi prin electrodepunere b. Acronim: ELECTROCISCELL c. Rezumatul proiectului: Cercetarile actuale in domeniul conversiei fotovoltaice a energiei electrice sunt directionate si spre gasirea de materiale inlocuitoare ale siliciului utilizat la fabricarea celulelor solare. Din gama acestor materiale, compusi CIS cupru-indiu-seleniu sunt considerati candidati importanti in obtinerea unui nou tip de celule solare, constituite din filme subtiri depuse pe un suport flexibil. Scopul principal al proiectului il constituie obtinerea si caracterizarea structurala si fotovoltaica a celulelor solare CIS flexibile, cu numar redus de straturi. Celulele constau dintr-o structura tip wafe formata din straturi de filme subtiri (2-3 μm): strat metalic-strat material absorbant-strat de oxid conductor transparent, depuse prin tehnici specifice pe un suport flexibil. d. Obiectivele generale si rezultatele estimate a fi obţinute: I. Obiective ştiinţifice Elaborarea unui model conceptual privind celulele solare cu material absorbant CIS Studii privind metodele de obţinere a filmelor subţiri prin depunere din plasma Studii privind metodele de obţinere a filmelor subţiri prin depunere electrochimica Studiul proprietarilor fizice si structurale ale straturilor depuse (celulei) Stabilirea unei metodologii de investigare si caracterizare a celulelor solare CIS Conectarea la reţele de cercetare naţionala si internaţionala in domeniul celulelor solare si al obţinerii de filme subţiri II. Obiective tehnice si tehnologice Realizarea instalaţiei de laborator de electrodepunere material absorbant CIS Realizarea tehnologiei integrate de obţinere a celulelor solare CIS Obţinerea si caracterizarea completa a celulelor solare CIS Proiectare prototip pilot de obţinere a celulelor solare CIS flexibile Elaborare manual de prezentare celule solare CIS si tehnologie de obţinere e. Instituţia coordonatoare CO: Institutul National de Cercetare Dezvoltare pentru Metale Neferoase si Rare IMNR Date de contact: Sigla INCDMNR-IMNR Blvd. Biruintei 102, Pantelimon, Ilfov, C.P , Tel / Fax: ; Tel: ; ; imnr@imnr.ro, Pagina web:

2 f. Componenta consortiului. Pagini web parteneri. P1 Universitatea din Bucuresti Facultatea de Fizica P2 Institutul National de Fizica Laserilor, Plasmei si Radiatiei P3 Institutul de Stiinte Spatiale INFLPR P4 SC Electroarges SA g. Autoritatea contractanta: Centrul National Management Programe - CNMP, Programul 4 : Parteneriate in domeniile prioritare Directia de cercetare: 7 - Materiale, procese si produse inovative Tip proiect: PC, Nr. contract CNMP: / 2007

3 h. Durata proiectului: 37 de luni : Sept.2007 Oct i. Activităţile si responsabilităţile aferente fiecărui participant Activitate A. I.1. Elaborarea modelului conceptual celule solare pe baza de compusi CIS A. I.2. Realizare retea informationala a consortiului A. II.1. Studii si analize privind tehnologiile de obtinere a celulelor solare CIS A. III.1. Elaborare model experimental de obtinere a celulelor solare CIS flexibile A. III.2. Participarea si organizarea de manifestari tehnico-stiintifice. A. IV.1. Proiectare instalatii si a tehnologiei de laborator A. IV.2 Caracterizari preliminare fizico-structurale si optice a straturilor depuse A. V.1. Realizare/adaptare model experimental instalatie si tehnologie de obtinere a straturilor celulelor solare CIS A. V.2. Experimentarea tehnologiei de laborator pentru obtinerea straturilor celulelor solare CIS flexibile. Caracterizarea fizicostructurala a straturilor obtinute A.V.3. Diseminare rezultate obtinute A.V.4. Intocmire cerere de brevet pentru produs/tehnologie. Acord proprietate intelectuala Participanti - Responsabilitati CO - Elaborare model conceptual co-depunere electrochimica P1 - Elaborare model conceptual si teoretic celule solarecis CO Retea informationala parteneri CO - Studii si analize privind electrodepunerea CIS P1 - Studii si analize privind celulele solare CIS P2 - Studii si analize privind depunerea din plasma P3 - Studii si analize privind metodele de testare CS CO - Elaborare model experimental instalatie electrodepunere P1 - Elaborare model experimental caracterizare straturi P2 - Elaborare model experimental depunere din plasma P3 - Elaborare model experimental testare celule solare CO, P1, P2, P3, P4 - Participarea la manifestari tehnico-stiintifice in domenii specifice. Mese rotunde, workshopuri CO Proiectare instalatie laborator de electrodepunere ca straturilor subtiri CIS P2 Proiectare instalatiei de laborator pentru depunerea din plasma a straturilor electrod celula solara CIS P3 Caracterizari preliminare fizico-structurale a straturilor subtiri obtinute CO Realizare instalatiei de laborator pentru electrodepunerea de straturi subtiri CIS P2 - Adaptare instalatie de laborator pentru depunerea din plasmaa straturilor electrod celula CO - Experimentarea tehnologiei de laborator de obtinere a compusilor CIS prin electrodepunere P1 Caracterizari electrono-optice ale straturilor obtinute P2 - Experimentarea tehnologiei de laborator pentru depunerea din plasma a straturilor electrod celula P3 Caracterizare fizico-structurala straturi obtinute CO, P1, P2, P3 Publicare de articole in reviste nationale si internationale CO, P2, P3 Cerere brevetare tehnologie/produs

4 j. Bugetul proiectului Denumirea si functia organizatiei participante in cadul proiectului Total Credit B C B C B C B B C B C CO Institutul National de Cercetare Dezvoltare pentru Metale Neferoase si Rare P 1 Universitatea din Bucuresti P 2 Institutul National de Fizica Laserilor, Plasmei si Radiatiei P 3 Institutul de Stiinte Spatiale P4 SC Electroarges SA Total proiect k. Rezultatele obţinute in etapele de derulare ale proiectului: Etapa I: Elaborare model conceptual privind celulele solare CIS; Elaborarea model conceptual tehnologii de obtinere a filmelor subtiri CIS prin electrodepunere Etapa II: Studii şi analize privind metodele de obţinere a filmelor subţiri prin depunere electrochimica o Studii privind obţinerea straturilor subţiri prin depunere electrochimică din mediu de cloruri o Studii privind obţinerea straturilor subţiri prin depunere electrochimică din mediu de sulfaţi Studiu comparativ al metodelor de obţinere a celulelor solare CIS o Studii privind metodele de obţinere prin co-evaporarea componentelor o Studii privind metodele de obţinere prin depunerea secvenţială a componentelor o Studii privind metoda de obţinere prin depunerea de precursori nemetalici urmată de descompunerea termica a precursorilor Studii si analize privind obţinerea de straturi subţiri prin depunerea din plasma o Studiul obtinerii straturilor subtiri ale celulelor fotovoltaice din plasme in vapori metalici si sublimare in vid o Studiul obtinerii straturilor subtiri ale celulelor solare prin pulverizare in plasma r.f. o Studiul obtinerii de filme subtiri PECVD (plasma enhanced CVD depunere chimice din faza de vapori produsi in plasma) o Analiza filmelor de nichel depuse folosind plasma arcului termoionic in vid Analize privind metodele de testare şi caracterizare

5 o Studii privind setul de măsurători necesar testării performanţelor electrono-optice ale celulelor solare o Modele teoretice pentru interpretarea caracteristicilor spectrale ale unei celulelor solare Etapa III: Elaborare model experimental al instalaţiei de co-electrodepunere CIS Elaborare model de caracterizare a straturilor şi interfeţelor celulei solare Elaborare model experimental pentru depunerea in plasma a straturilor-electrod a celulei Elaborare model testare şi caracterizare celule solare Etapa IV: Proiect instalatie de laborator de electrodepunere straturi subtiri CIS Proiect instalatie de laborator pentru depunerea din plasma a straturilor-electrod a celulei solare CIS Lucrari experimentale preliminare de depunere electrochimica straturi subtiri CIS Caracterizari preliminare fizico-structurale straturi subtiri obtinute l. Descrierea/prezentarea diferitelor evenimente derulate in cadrul proiectului Universitatea Bucureşti, Facultatea de Fizică a organizat în data de 15 noiembrie 2008 un Workshop internaţional cu tema Renewable Energy Sources. La acest workshop au fost prezentate lucrările: Structural, optical and electrical properties of nanostructured ZnO thin films for hybride photovoltaic cells autori: C. Tăzlăoanu, M. Radu, V. Covlea, Larisa Magherusan, L. Ion, S. Antohe, şi Photovoltaic cells based on organic and inorganic thin films at research development centre for materials and electronic and optoelectronic devices from University of Bucharest, autor Ştefan Antohe Rezultatele obtinute până în prezent au fost diseminate prin prezentare la următoarele conferinte, simpozioane: C. P. Lungu, I. Mustata, O. Pompilian, M. Osiac, A. M. Lungu, V. Zaroschi, P. Chiru, C. Porosnicu, I. Jepu, M. Burada, V. Soare, R Vladoiu, V. Ciupina, Pure nickel films deposition as CIS cell electrodes by thermionic vacuum arc, International Conference on Physics, TIM-08, , Timisoara, M. Burada, V. Soare, D. Mitrică, C.P. Lungu, V. Ghenescu, L.Ion, Growth of CIS thin films using one step electrodeposiotion process, International Conference on Materials Science and Engineering, BRAMAT 2009, , Brasov M. Burada, V. Soare, M. Radu, D. Mitrică, I.Constantin, C.P. Lungu, V. Ghenescu S. Antohe, Electrodepunerea de filme subtiri CuInSe 2 pentru aplicatii in domeniul fotovoltaic, Simpozionul PRIOCHEM Ed. av-a , Sinaia V. Ghenescu, L. Ion, M. Ghenescu, D.Bazavan, R.Bazavan, V.Covlea, G.Velisa, S.Antohe, Defects induced by proton irradiation in CdTe thin films used as absorber in photovoltaic applications, EMRS 2008 Conference, , Strasbourg, France

6 C.P.Lungu, Multifunctional Coatings Preparation by Thermionic Vacuum Arc Method, The 2nd International Workshop on Plasma Application and Hybrid Functionally Materials, The16th Annual Meeting of Institute of Applied Plasma Science, March 6-7, 2009, Kobe, Japan I. Jepu, C. Porosnicu, A. M. Lungu, P. Chiru, O. Pompilian, V. Zaroschi, C. Ticos, I. Mustata and C. P. Lungu, Ion energy influence on nickel solar cell electrode deposition on flexible substrates, Proc. E-MRS 2009 Spring Meeting, June 8-12, 2009, Strasbourg, France. M. Radu, Oana Ghenescu, M.Ghenescu, C. Lungu, V. Soare, M. Burada, T. Mitran, L.Ion, S. Antohe CIS films deposited on flexible substrates for photovoltaic applications 2 nd International Symposium on Flexible Organic Electronics (IS-FOE09), 8-10 July 2009, Halkidiki, Greece M.I. Rusu, O. Ghenescu, M.Ghenescu, C. Lungu, V. Soare, M. Burada, T. Mitran, M. Radu, L.Ion, S. Antohe, CIS films deposited on flexible substrates for photovoltaic applications, 6 th Int. Conference on Nanosciences & Nanotechnologies July 2009, Thessaloniki, Greece Articole publicate pe tematica proiectului: M. Osiac, C. C. Surdu-Bob, M. Badulescu, C. P. Lungu, Optical emission spectroscopy diagnostics of a Ni Thermionic Vacuum Arc (TVA) plasma, Journal of Optoelectronics and Advanced Materials, Vol. 10, No. 8, August 2008, p (revista cotata ISI) M. Burada, V. Soare, D. Mitrica, C. P. Lungu, V. Ghenescu, L.Ion, Growth of CIS thin films using one step electrodeposition process, Metalurgia International nr. 3, 2009, p (revista cotata ISI) C. P. Lungu, I. Mustata, A. Anghel, C. Porosnicu, I.Jepu, C. Ticos, A. M. Lungu, M. Preparation and Characterization of Multifunctional, Nanostructured Coatings, Frontier of Applied Plasma Technology, vol. 2, iulie 2009, p. 1-6 Expozitii : Salonul Cercetarii 2009, Bucuresti : Celule solare flexibile pe baza de filme subtiri Cu-In-Se m. Link-uri catre diverse alte pagini de interes pentru vizitator: n. Datele de contact ale directorului de proiect: Dr.ing. Soare Vasile Telefon: Tel / Fax: ; Tel: ; ; Tel. mobil: vivisoare@imnr.ro