Celule solare de tip Grätzel cu structuri integrate de grafene 3D
(Acronim DSSC-WIDGET)
Cod proiect: PN-III-P2-2.1-PED-2016-1159
Număr contract: 129PED/2017
Finanţare: Bugetul de stat
Denumirea Programului: Programul 2 – Creşterea competitivităţii economiei româneşti prin cercetare, dezvoltare şi inovare, Subprogramul 2.1. Competitivitate prin cercetare, dezvoltare şi inovare
Direcția de cercetare: 4 – Eco-nanotehnologii și materiale avansate
Tipul proiectului: Proiect experimental demonstrativ (PED)
Valoarea totală a contractului: 600.000 lei
Din care, pe surse de finanţare:
Sursa 1 – de la bugetul de stat: 600.000 lei
Sursa 2 – din alte surse atrase (cofinanţare proprie): 0 lei
Durata contractului: 18 luni (03.01.2017 – 30.06.2018)
Autoritatea Contractantă: Unitatea Executivă pentru Finanţarea Învăţământului Superior, a Cercetării, Dezvoltării şi Inovării (UEFISCDI)
Contractor: INSTITUTUL NAŢIONAL DE CERCETARE-DEZVOLTARE PENTRU INGINERIE ELECTRICĂ ICPE-CA BUCUREŞTI (INCDIE ICPE-CA)
Partener P1: INSTITUTUL NAŢIONAL DE CERCETARE-DEZVOLTARE PENTRU MICROTEHNOLOGIE IMT BUCUREȘTI (IMT)
Etapa I (document*PDF) Etapa II
Rezumat:
Provocările energetice la nivel global au condus la o creștere a interesului și investitiilor în sursele de energie regenerabilă. Dintre toate sistemele folosite pentru a genera energie, energia solară este una dintre cele mai promițătoare. Astfel, nimeni nu se îndoiește de rolul important al celulelor fotovoltaice (PV) în energia viitorului. Principalele dezavantaje ale tehnologiilor PV actuale sunt costul ridicat de producție și structura rigidă în cazul semiconductorilor de siliciu și anorganici tradiționali, sau eficiența și durabilitatea reduse în cazul celulelor fotovoltaice organice și DSSC. Unul dintre principalele blocaje în creșterea eficienței conversiei în cazul DSSC este reprezentat de transportul electronilor fotogenerați. Abordarea generală care este utilizată pentru a depăși aceste limitări este aplicarea uneia din următoarele strategii: doparea, creșterea unor structuri poroase orientate vertical deasupra stratului conductor, interconectarea nanoparticulelor TiO2 cu purtători de sarcină pentru a direcționa curentul fotogenerat sau căutarea de materiale alternative care să aibă mobilitate electrică mai ridicată. Datorită numeroaselor sale proprietăți optice și electronice, grafena 3D este materialul ce va fi utilizat în cadrul studiilor noastre. Abilitatea de a dezvolta structuri de grafenă 3D independente cu suprafețe specifice mari va permite transportul rapid al purtătorilor de sarcină, conducând astfel la o conductivitate electrică ridicată. Mai mult decât atât, combinând conductivitatea lor electrică bună și structura lor poroasă, structurile de grafenă 3D vor crește densitatea de fotocurent a DSSC prin creșterea absorbției de lumină (încărcarea cu sensibilizator), permițând astfel separarea eficientă a sarcinii și dispersia luminii. În acest context, obiectivul general al proiectului este acela de a evalua funcționalitatea structurilor de grafenă 3D în aparatura optoelectronică, și în special în cazul celulelor fotovoltaice (DSSC).
Echipele de cercetare:
Coordonator CO – INCDIE ICPE-CA Bucureşti
1. Dr. Banciu Cristina – IDT II, Director de proiect
2. Dr. Băra Adela – IDT I, Persoană cheie
3. Iordache Iulian – IDT I, Persoană cheie
4. Teișanu Aristofan – CS III, Persoană cheie
5. Dr. Chițanu Elena – CS, Persoană cheie
6. Dr. Ion Ioana – CS III, Membru echipă
7. Dr. Pătroi Delia – CS II, Membru echipă
8. Dr. Sbârcea Gabriela – CS III, Membru echipă
9. Dr. Tsakiris Violeta – CS I, Membru echipă
10. Dr. Lungulescu Marius – CS III, Membru echipă
11. Dr. Morari Cristian – CS III, Membru echipă
12. Vlad Dorina – Tehnician, Membru echipă
13. Barbu Marin – Tehnician, Membru echipă
14. Vicol Ana – Muncitor, Membru echipă
Partener P1 – IMT București
1. Dr. Lucia Monica Veca – CS I, Responsabil de proiect
2. Dr. Emil Mihai Pavelescu – CS I, Persoană cheie
3. Dr. Florin Năstase – CS II, Persoană cheie
4. Dr. Radu Cristian Popa – IDT I, Persoană cheie
5. Dr. Titus Sandu – CS I, Membru echipă
6. Dr. Cristina Ionela Pachiu – CS III, Membru echipă
7. Dr. Ligor Octavian – CS III, Membru echipă
8. Raluca Gavrilă – CS III, Membru echipă
9. Dr. Marian Popescu – CS III, Membru echipă
10. Dr. Anca Ionela Istrate – CS III, postdoctorand, Membru echipă
11. Dr. Iuliana Mihalache – CS III, postdoctorand, Membru echipă
12. Cosmin Obreja – doctorand, Membru echipă
13. Cosmin Romanițan – doctorand, Membru echipă
14. Carmen Margareta Iorga – inginer, Membru echipă
15. Adrian Albu – inginer, Membru echipă
16. Paznicu Marioara – Membru echipă
17. Nistor Elena – Membru echipă
Obiectivele proiectului:
Obiectivul general al proiectului PN-III-P2-2.1-PED-2016-1159 cu titlul: “Celule solare de tip Grätzel cu structuri integrate de grafene 3D / Dye Sensitized Solar Cells With Integrated 3D GraphEne sTructures” (Acronim proiect: DSSC-WIDGET) este acela de a evalua funcționalitatea structurilor de grafene 3D în dispozitivele optoelectronice, în special în celulele fotovoltaice (DSSC), prin: (1) explorarea unor strategii de obținere controlată a structurilor de grafene 3D care vor permite operarea dispozitivului și (2) dezvoltarea unei tehnologii specializate de realizare a celulelor fotovoltaice (DSSC) pe bază de grafene.
Pentru a atinge obiectivul general al proiectului sunt necesare a fi realizate următoarele obiective specifice:
– Studiu documentar privind identificarea configurațiilor experimentale de creștere și transfer a grafenei 3D;
– Sinteza structurii de grafene 3D pe catalizator metalic;
– Caracterizarea structurală și morfologică a structurii de grafene 3D pe catalizator metalic;
– Îndepărtarea catalizatorului metalic din structura de grafene 3D;
– Funcționalizarea structurii de grafene 3D;
– Caracterizarea structurală și morfologică a structurii de grafena 3D funcționalizate;
– Caracterizarea optică și electrică a structurii de grafene 3D funcționalizate;
– Realizare DSSC prin integrarea structurii de grafene 3D;
– Demonstrarea funcționalității DSSC;
– Diseminarea rezultatelor proiectului pe scară largă, pe parcursul şi după finalizarea acestuia, prin elaborarea, comunicarea şi publicarea de articole științifice, creşterea vizibilității cercetării aplicative la nivel național şi internațional prin promovarea noilor produse la diferite evenimente tehnico-științifice.
Etapa I (document *PDF)
Denumire etapă: Obținerea și transferul structurilor de grafene 3D pentru aplicații în DSSC
Tip activitate: Cercetare industrială
Parteneri implicaţi: CO, P1
Perioada de realizare a etapei: 03.01.2017 – 31.12.2017
Etapa II (document *PDF)
Denumire etapă: Realizarea DSSC. Demonstrarea funcționalității DSSC
Tip activitate: Cercetare industrială / Dezvoltare experimentală
Parteneri implicaţi: CO, P1
Perioada de realizare a etapei: 01.01.2018 – 30.06.2018
Rezultate preconizate:
• Studiu documentar;
• Modele experimentale (ME) de structuri de grafene 3D;
• Model funcțional (MF) de celulă fotovoltaică DSSC cu structuri de grafene 3D integrate;
• Cereri de brevet de invenţie înregistrate la OSIM;
• Lucrări comunicate la manifestări tehnico-ştiintifice naţionale şi internaţionale;
• Lucrări transmise spre publicare în reviste de specialitate cotate ISI;
• Pagina web a proiectului.
Date de contact:
Coordonator CO: INCDIE ICPE-CA Bucureşti
Director de proiect: Dr. ing. Cristina BANCIU
Telefon: 0040213467231 / interior 103, e-mail: cristina.banciu@icpe-ca.ro
Partener P1: IMT București
Responsabil de proiect P1: Dr. Lucia Monica VECA
Telefon: 0040212690770 / interior 19, email: monica.veca@imt.ro
