SUS&FLEX-Nuovi materiali avanzati organici ed ibridi processabili da soluzioni acquose per celle solari organiche a basso impatto ambientale (DCM.AD005.044)

Area tematica

Scienze chimiche e tecnologie dei materiali

Area progettuale

Struttura responsabile del progetto di ricerca

Istituto di Scienze e Tecnologie Chimiche "Giulio Natta" (SCITEC)

Responsabile di progetto

GUIDO SCAVIA
Telefono: 3339094997
E-mail: guido.scavia@scitec.cnr.it

Abstract

Con la collaborazione tra Italia-Messico le competenze dei diversi gruppi si opererà per la riduzione ecosostenibile dei costi di fabbricazione di dispositivi fotovoltaici su cui pesa sia il costo dello smaltimento corretto dei solventi clorurati usati nella fabbricazione di dispositivi che la scarsità di Indio usato negli elettrodi. Al progetto partecipa anche l'Università di Genova che si occuperà delle preparazione di nanoparticelle (NP) e nanorod di metalli nobili (Ag e Au)in matrici polimeriche fornite da SCITEC. Il gruppo di Genova ha una consolidata esperienza nella preparazione di specchi free-standing flessibili usando materiali polimerici, le cui proprietà spettrali possono essere facilmente modulate e che possono essere integrati sulle celle PV anche dopo la loro fabbricazione o installazione. Il gruppo CNR sintetizzerà copolimeri a blocchi anfifilici per preparare NO polimeriche costituite da blend di semiconduttori tipo p ed n utili per preparare strati attivi da mezzi acquosi. Il gruppo CIQA si occuperà dell'applicazione nei dispositivi organici, ottimizzando proprietà ottiche e
morfologiche dei vari strati per ottenere prototipi di celle efficienti e sostenibili.

Obiettivi

L'obiettivo del progetto è la riduzione ecosostenibile dei costi di fabbricazione di dispositivi fotovoltaici organici (OPV). Si dovrebbe ottenere riducendo la spesa per lo smaltimento dei solventi alogenati sostituiti da processing in mezzi acquosi grazie all'uso di inchiostri di NP ottenute con polimeri a blocchi anfifilici.
Questo prevede la sintesi di copolimeri costituiti da un blocco rigido che fa da donore di elettroni e di uno flessibile (P4VP o PEG) che funge da surfattante e da sistema coordinante il materiale accettore d'elettroni. Si prevede poi la preparazione di NP per microemulsione e loro caratterizzazione.
La sintesi di NP di Ag in matrici di Polistirene-co-P4VP random o a blocchi per aumentarne la stabilità nel tempo e una miglior dispersione nel PEDOT dovrebbe permettere la sostituzione degli elettrodi di ITO più costosi. Seguirà caratterizzazione delle soluzioni colloidali.
La caratterizzazione spettroscopica, morfologica, elettrica, termica degli strati su substrati anche eventualmente flessibili (PET) e la definizione di protocolli di deposizione degli elettrodi e di strati attivi nei dispositivi OPV.

Data inizio attività

01/01/2020

Parole chiave

sostenibilità, celle solari polimeriche, copolimeri a blocchi

Ultimo aggiornamento: 07/06/2025