Noi tipuri de celule solare flexibile pe baza de compuşi CIS ... - IMNR

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. 077145 ,
Tel / Fax: 021 352 20 48;
Tel: 021 352 20 46; 021 352 20 50;
e-mail: imnr@imnr.ro ,
Pagina web: www.imnr.ro

f. Componenta consortiului. Pagini web parteneri.
P1
Universitatea din Bucuresti
Facultatea de Fizica
http://www.unibuc.ro/
http://www.unibuc.ro/n/facultati/fizica/
P2
Institutul National de Fizica Laserilor,
Plasmei si Radiatiei
http://www.inflpr.ro/
P3
Institutul de Stiinte Spatiale – INFLPR
http://www.spacescience.ro/
P4
SC Electroarges SA
www.electroarges.ro
g. Autoritatea contractanta:
Centrul National Management Programe - CNMP ,
www.cnmp.ro
Programul 4 : Parteneriate in domeniile prioritare
Directia de cercetare: 7 - Materiale, procese si produse inovative
Tip proiect: PC , Nr. contract CNMP: 71- 134 / 2007

h. Durata proiectului:
37 de luni : Sept.2007 – Oct. 2010
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

j. Bugetul proiectului
Denumirea si functia
organizatiei participante
in cadul proiectului
2007 2008
2009 2010 Total
Credit
B C B C B C B B C B C
CO
Institutul National de
Cercetare Dezvoltare 30.000 250.000 150.000 54.660 57.027 541.687
pentru Metale Neferoase si
Rare
P 1
Universitatea 30.000 95.000 83.000 0 30.000 238.000
din Bucuresti
P 2
Institutul National de
Fizica Laserilor, Plasmei si
- 90.000 120.000 48.719 70.000 328.719
Radiatiei
P 3
Institutul de
- 50.000 52.000 15.448 14.000 131.448
Stiinte Spatiale
P4
SC Electroarges SA
- - - - - -
Total proiect 60.000 485.000 405.000 118.827 171.027 1.239.854
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

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, 28-29.11.2008, 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, 26-28.02.2009, 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 29-30.10.2009, 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, 26-30.05.2008, Strasbourg, France

● 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” – 13 - 15 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. 2007 – 2010.
(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.
193-196 (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:
http://www.cnmp.ro:8083/pncdi2/program4/
www.ancs.ro
www.minind.ro
http://ec.europa.eu/energy/intelligent/
http://energreen.strainu.ro/category/energii-regenerabile/page/2/
www.mmediu.ro/presa/Energii_Regenerabile.ppt
http://energie-verde.ro/sisteme-fotovoltaice.html
n. Datele de contact ale directorului de proiect:
Dr.ing. Soare Vasile
Telefon: Tel / Fax: 021 352 20 48; Tel: 021 352 20 46; 021 352 20 50;
Tel. mobil: 0745 081412
e-mail: vivisoare@imnr.ro