NANODELL
„Electrozi-de-spate nanostructurați pentru celule solare cu eficiență ridicată”
- 24luni de implementare
- 13articole în reviste ISI
- 33comunicări la conferințe
- 6acțiuni de popularizare
Pe scurt
NANODELL a abordat una dintre provocările încă nerezolvate ale celulelor solare din „generația a doua”, bazate pe heterojoncțiuni din semiconductori AII–BVI: colectarea mai eficientă a purtătorilor de sarcină fotogenerați, prin reconfigurarea arhitecturii celulei. Proiectul a propus o celulă nouă, de tip „substrat”, realizată exclusiv din calcogenuri netoxice pe bază de Zn, cu un electrod de spate nanostructurat (NBE): o matrice densă de nanofire metalice, aliniate vertical pe substrat, care pătrund în stratul absorbant.
Dincolo de celule solare mai eficiente, tehnologiile dezvoltate în cadrul NANODELL deschid calea spre fabricarea pe scară largă a generației următoare de dispozitive nanostructurate, cu dimensiuni reduse, dar cu suprafețe funcționale foarte mari.
Scopul principal
Explorarea modului în care electrozii de spate din nanofire pot crește eficiența celulelor solare cu filme subțiri, cu ambiția de a depăși o celulă convențională realizată din aceleași materiale, fără electrozi nanostructurați.
Obiective specifice
O1 – Platformă de sinteză electrochimică asistată de șablon. Creșterea controlată a nanofirelor aliniate vertical, cu densitate și factor de aspect ajustabile: primul sistem de acest tip din România, realizat la Centrul MDEO.
O2 – Electrozi de spate nanostructurați. Electrozi NBE din metale cu lucru mecanic de extracție diferit (Au, Cu, Au:Cu) și influența densității, lungimii și diametrului nanofirelor asupra performanțelor celulelor solare NBE/ZnTe/ZnSe/ZnO/TCO.
O3 – Electrozi de vârf transparenți. Tipul și grosimea optimă a electrodului „fereastră” din oxid transparent conductor (TCO): oxid de zinc dopat cu indiu sau cu aluminiu (IZO sau AZO).
O4 – Diseminare. Prezentarea rezultatelor către specialiști și către publicul larg, prin publicații, conferințe și acțiuni de popularizare.
Etapele de execuție
-
Etapa 1 · 2020
Filme metalice subțiri (Au, Au/Cu) obținute prin evaporare termică în vid și filme de ZnS, ZnSe și ZnTe obținute prin pulverizare catodică RF magnetron.
-
Etapa 2 · 2021
Nanofire de Cu crescute în șabloane suportate de alumină nanoporoasă și celule solare de referință fără Cd, bazate pe heterojoncțiuni din compuși ai Zn.
-
Etapa 3 · 2022
Electrozi de spate din nanofire verticale de Cu, straturi absorbante (CdTe, ZnTe) depuse pe matricile de nanofire și celule solare fără Cd, realizate exclusiv din heterojoncțiuni pe bază de Zn.
Imagini: site-ul proiectului NANODELL.