Il laboratorio svolge la sua attività nel settore delle tecnologie e metodologie per lo sviluppo...
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Il laboratorio svolge la sua attività nel settore delle tecnologie e metodologie per lo sviluppo sostenibile, con particolare attenzione alla progettazione energetica (efficienza e uso di fonti rinnovabili), all’analisi e valutazione di sostenibilità ambientale di processi e prodotti e alle tecnologie ICT e all’ innovazione organizzativa, al fine di ridurre l’utilizzo di materiali ed energia e di rendere efficienti i processi aziendali.
Attività di consulenza e partnership in progetti da sottoporre a richiesta di finanziamento. Nei progetti POR, punteggio se il progetto coinvolge partner appartenente al laboratorio Regionale
http://www.lisealab.it/
SOTTOPROGETTI
1- Uso delle fonti rinnovabili e progettazione energetica
• Sistemi per la produzione di energia da biomasse agroforestali e filiere agroenergetiche • Sistemi per la generazione eolica • Tecnologie fotovoltaiche innovative • Efficienza energetica nell’edilizia esistente • Idrogeno come vettore energetico per le fonti rinnovabili attraverso elettrolisi ad alta pressione • Studio di pre-fattibilità per la realizzazione di una piattaforma per
dimostrazione/sperimentazione di impianti di produzione di energia da fonti rinnovabili, compatibili con le caratteristiche del territorio e funzionali alla realizzazione del piano energetico regionale
2 - Analisi e valutazioni di sostenibilità ambientale• Valutazione dell’impatto ambientale connesso con impianti di produzione energetica da fonti
rinnovabili e sua riduzione • Strumenti e metodi per lo sviluppo di Aree Produttive Ecologicamente Attrezzate (APEA) • Laboratorio LCA ed Ecodesign 4 Valutazione delle sorgenti prevalenti di inquinanti in aree
agricole
3 - Reti di imprese e dematerializzazione dei processi produttivi, innovazione organizzativa e tecnologie per l’interoperabilità
• Metodologie e strumenti per l’interoperabilità, la riduzione del time to market e la virtualizzazione dei processi
• Modelli di e-business nella reverse logistics • Promozione dell’eAdoption e roadmapping sulle ICT nell’ottica dello sviluppo sostenibile
Tecnologie fotovoltaiche innovative Tecnologie fotovoltaiche innovativeResponsabile Nadia Camaioni (CNR-ISOF)
L’obiettivo è la valutazione di tecnologie low-cost per la produzione di dispositivi per la conversione fotovoltaica dell’energia solare; tecnologie che comportino costi contenuti di start-up e che favoriscano la riqualificazione delle realtà produttive esistenti e/o la nascita di nuove attività imprenditoriali.
Task 1 Impiego di materiali ‘plastici’ nella realizzazione di dispositivi per sistemi fotovoltaici
Task 2 Applicazione della tecnologia della cella ad eterogiunzione su substrati in silicio a basso costo
Task 3 Celle solari a film sottile per convertitori termofotovoltaici
Task 4 Divulgazione del patrimonio di conoscenze del Laboratorio
Task 5 Servizio di validazione tecnologica di sistemi di conversione elettronica per pannelli fotovoltaici e di interfacciamento con la rete
Risultati attesi Report sulle possibilità applicative della tecniche di stampa per la deposizione di film sottili plastici ed elettroattiviReport sulle possibilità realizzative di lastre di PMMA drogato, con le richieste proprietà ottiche per l’applicazione dei concentratori luminescentiReport sui materiali plastici più promettenti per la realizzazione di sistemi ottici cromatici, tenendo conto delle loro caratteristiche dispersive, di assorbimento, di stabilità temporale (anche sotto flusso UV) e di costo. Progettazione di un dispositivo ottico effettivamente realizzabile che generi due aree fisicamente separate di radiazione solare concentrata, per l’impiego simultaneo di almeno due tipologie di celle fotovoltaiche nei sistemi a concentrazione. Report sull’applicazione della tecnologia della cella ad eterogiunzione su substrati in silicio policristallino. Report sulla potenzialità dell’impiego di celle a base di Germanio e CuInSe2 in convertitori termofotovoltaici sia sul piano delle prestazioni che su quello dell’analisi economica e di mercatoReport sulle attività di validazione tecnologica di sistemi di conversione elettronica per pannelli fotovoltaici e di interfacciamento con la rete
La cella solare a eterogiunzione a-Si/c-Si
Ag grid
ITO ~ 80 nmp-layer~20 nm
i-layer 1 - 5 nm
c-Si 350 m
n+ c-Si ~ 50 nm
Al
Struttura del dispositivo
evaporazione
sputtering
PLASMA enhanced CVD
PLASMA enhanced CVD
evaporazione
wafer silicio
Eterogiunzione amorfo/cristallino
Cella a giunzione diffusa
Trattamente termico per produrre la diffusione del drogante in profondità (drive-in)
Temperature: fra 800 e 900°C
Cella a eterogiunzione
Immersione del wafer in un plasma contenente silicio e drogante. Si forma uno strato di silicio drogato
Temperature: fino a 200°C
FORNO
+
-PLASMA
Cella a giunzione diffusa
Potenziale di diffusione: caratteristico del c-Si (<1V)
Cella a eterogiunzione
Potenziale di diffusione: caratteristico della giunzione a-Si:c-Si (1.45 V)
Potenzialità per maggiore Voc
Eterogiunzione amorfo/cristallino
Cella a giunzione diffusa
Potenziale di diffusione: caratteristico del c-Si (<1V)
Cella a eterogiunzione
Potenziale di diffusione: caratteristico della giunzione a-Si:c-Si (1.45 V)
Potenzialità per maggiore Vocemettitore base
Wafer n
Wafer p
Wafer p
HJ, p/n
HJ, n/p
Giunzione diffusa
qVD1.5 eV
qVD 1 eV
qVD 0.9 eV
Cella a giunzione diffusa
Emettitore spesso: bassa resistività, conduzione laterale sufficiente
Cella a eterogiunzione
Emettitore sottile: conduzione laterale insufficiente, necessità di un ARC conduttivo
Si3N4 = isolanteTCO = conduttore
Cella a giunzione diffusa
Alta temperatura: degrado del tempo di vita wafer c-Si
Cella a eterogiunzione
Bassa temperatura: assenza di degrado
Migliore budget termico
Cella a giunzione diffusa Cella a eterogiunzione
Migliore coefficiente termico per la Voc
Cella a giunzione diffusa
Passivazione: Si3N4
Cella a eterogiunzione
Passivazione: a-Si
MIGLIORE PASSIVAZIONE
Cella a eterogiunzione
Maggiore tensione di diffusione: maggiore Voc
Bassa temperatura: minore degrado del wafer
Migliore budget termico
Migliore coefficiente termico della Voc
Migliore passivazione : potenzialità per maggiore efficienza
Trattamenti superficiali: critici
•Trattamenti superficiali accurati
•Plasma “soft”: danneggiamento limitato
•No shock termici
•TCO ad alta trasparenza nell’IR
•Metallizzazione: maggiore aspect ratio (migliore pasta serigrafica)
SANYO
2007
0.725 V38.89 mA/cm2
FF=0.791= 22.3%
CZ n, 200 mArea: 100.5 cm2
Contatti: serigrafiaTrattamenti alta T:NO
Prototipo:Mini modulo366 cm2
= 20.6%EPVSEC Valencia 2008
Cella HJ silicio multicristallino
Materiale sempre più diffuso, a costo inferiore, che ormai si riesce a passivare molto bene
Conversione fotovoltaica dell’energia solare: studio e realizzazione di prototipi di celle solari per produzione industriale Finanziamento: Fondazione Carisbo
Obiettivo:Sviluppare nuove e più avanzate tecnologie per la realizzazione di prototipi di celle solari, di alta efficienza e basso costo, basati su silicio di grado solare. Progetto in corsoDurata: 1 anno rinnovabileInizio: 1 luglio 2008Finanziamento IMM: 40 k€ su 24 mesi(Borsa Canino)
Pretrattamenti superficiali
Temperatura
Diffusione di H per passivazione dei bordi di grano
Trattamenti termici successivi
Collaborazione con ENEA-CASACCIA
1E14 1E15101
102
103
epi-i
100°C
160°CSe
ff (cm
/s)
p (cm-3)