http://www.lisealab.it/ 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 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 innovative Responsabile 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 Struttura del dispositivo evaporazione sputtering Ag grid ITO ~ 80 nm p-layer~20 nm PLASMA enhanced CVD i-layer 1 - 5 nm c-Si 350 mm wafer silicio n+ mc-Si ~ 50 nm Al PLASMA enhanced CVD evaporazione Eterogiunzione amorfo/cristallino Cella a giunzione diffusa Cella a eterogiunzione Trattamente termico per produrre la diffusione del drogante in profondità (drive-in) Immersione del wafer in un plasma contenente silicio e drogante. Si forma uno strato di silicio drogato Temperature: fra 800 e 900°C Temperature: fino a 200°C FORNO - + PLASMA Cella a giunzione diffusa Cella a eterogiunzione Potenziale di diffusione: caratteristico del c-Si (<1V) Potenziale di diffusione: caratteristico della giunzione aSi:c-Si (1.45 V) Potenzialità per maggiore Voc Cella a giunzione diffusa Giunzione Potenziale di diffusione: Wafer p diffusa del c-Si (<1V) caratteristico qV 0.9 eV Eterogiunzione amorfo/cristallino D qVD 1 eV Wafer p Cella a eterogiunzione HJ, n/p Potenziale di diffusione: caratteristico della giunzione aSi:c-Si (1.45 V) HJ, p/n Wafer n emettitore base qVD1.5 eV Potenzialità per maggiore Voc Cella a giunzione diffusa Cella a eterogiunzione Emettitore spesso: bassa resistività, conduzione laterale sufficiente Emettitore sottile: conduzione laterale insufficiente, necessità di un ARC conduttivo TCO = conduttore Si3N4 = isolante Cella a giunzione diffusa Cella a eterogiunzione Alta temperatura: degrado del tempo di vita wafer c-Si 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 Cella a eterogiunzione Passivazione: Si3N4 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 SANYO 2007 •Trattamenti superficiali accurati •Plasma “soft”: danneggiamento limitato •No shock termici •TCO ad alta trasparenza nell’IR •Metallizzazione: maggiore aspect ratio (migliore pasta serigrafica) 0.725 V 38.89 mA/cm2 FF=0.791 h= 22.3% Prototipo: Mini modulo 366 cm2 h= 20.6% EPVSEC Valencia 2008 CZ n, 200 mm Area: 100.5 cm2 Contatti: serigrafia Trattamenti alta T:NO 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 corso Durata: 1 anno rinnovabile Inizio: 1 luglio 2008 Finanziamento IMM: 40 k€ su 24 mesi (Borsa Canino) epi-i Pretrattamenti superficiali Seff (cm/s) 3 10 100°C 2 10 160°C Temperatura 1 10 Diffusione di H per passivazione dei bordi di grano Trattamenti termici successivi Collaborazione con ENEACASACCIA 1E14 1E15 -3 p (cm )