Polo di ricerca nel settore fotovoltaico (start: 10/2/2011)

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1 Polo di ricerca nel settore fotovoltaico (start: 10/2/2011) WP5 costituire un laboratorio chimico per la sintesi di molecole e nanosistemi funzionali e sviluppo di materiali innovativi per la tecnologia fotovoltaica organica e ibrida inorganica-organica.

2 dye-sensitized solar cells e - HO 2 C CO 2 H e - TiO e - 2 dye e - HO 2 C CS Ru 2+ CS CO 2 H I - I 3 - e - M. Graetzel ature 1991, 5, 737, Science 2011, 334, 629. strength - low cost - versatile device architectures - good performance with diffuse light DSSC limits - liquid electrolyte - moderate flexibility

3 bulk-heterojunction solar cells Heliatek 2011 ( eff = 9.8%) Aluminum - + LiF Active layer PEDOT PSS ITO Glass/plastic light

4 best cells efficiencies

5 organic & hybrid solar cells DSSC

6 elementi distintivi Deposizione da soluzione, supporti flessibili e adattabili, tecnologia disponibile su scala industriale, costi contenuti Film sottili, poco materiale necessario (g/m 2 ) Materiali progettabili Architetture del dispositivo variabili Tecnologia versatile e integrabile in strutture preesistenti rendendole produttrici di energia elettrica uovo paradigma la funzionalità fotovoltaica entra nei prodotti senza cambiarne la natura

7 J. Phys. Chem. C 2010, 114, 695

8 laboratorio piccola strumentazione da laboratorio spin-coater per la deposizione di strati sottili organici/ibridi sistema GPC-HPLC per determinare PM di polimeri funzionali (detector UV e RI) banco di prova per la caratterizzazione dell efficienza di celle fotovoltaiche prototipo in condizioni di illuminazione controllata

9 laboratorio SpeQuest Lot Oriel (risposta spettrale/ efficienza quantica di celle solari) Simulatore solare ABET Technologies GPC-LC1260 Agilent

10 WP5 Task 5.2 Preparazione di elettroliti e configurazioni elettrodiche nanocomposite ibride per celle tipo dye-sensitized Task 5.3 progettazione e sintesi di fullereni funzionalizzati e polimeri semiconduttori per celle organiche BHJ Task 5.4 sintesi di quantum-dots e nanopolveri di ossidi e solfuri semiconduttori in matrice polimerica semiconduttrice Task 5.5 preparazione di eterogiunzioni nanostrutturate a base di ossidi e solfuri semiconduttori

11 WP Task 5.2 Preparazione di elettroliti e configurazioni elettrodiche nanocomposite ibride per celle tipo dye-sensitized materiali anodici e catodici (M4) nuovi elettroliti solidi (M8) fotosensibilizzatori (M10) prototipi di celle dye-sensitized (M16)

12 push-pull dyes for DSSC

13 microfluidics & DSSC λ max (nm) MeOH ABS ε max (Lmol -1 cm -1 ) fluorescence λ max (nm) MeOH E 0-0 a (ev) M. D Acunzo, M. Mba

14 microfluidics & DSSC Syringe Pump Light Source Waste Flow Cell UV Vis A flow method to study the time evolution of dye loading in DSSC Chem. Commun Outlet 6 Inlet

15 aggregation studies x10 x10 O HO O OH Zn HO 3 O OH O T. Carofiglio

16 WP5 Task 5.3 progettazione e sintesi di fullereni funzionalizzati e polimeri semiconduttori per celle organiche BHJ sintesi di fullereni funzionalizzati (M4) sintesi di polimeri semiconduttori (M10)

17 sintesi di fullereni funzionalizzati progettazione e sintesi di fullereni funzionalizzati per ottenere energie LUMO aumentate Energie LUMO calcolate (DFT) E 0.2 ev

18 LESR spectra in polymer/fullerene blends * n * * S n * C 8 H 17 C 8 H 17 S OMe O PCBM OMe Cl OMe C 60 PH-1,4 The two derivatives give a similar charge-carrier yield The two derivatives give a different charge-carrier yield

19 strutture interdigitate TEG X CH 3 TEG X CH 3 TEG H 3 C CH 3 X TEG TEG TEG H 3 C X TEG = triethylene glycol F. Busolo, M. Tormen

20 allotropi del carbonio electron shuttle a conducibilità modulabile componente attivo per celle BHJ materiali compositi, plastiche conduttrici

21 nanotubi di carbonio Microreactor Batch 77.5% 78.5% 4% 5% 6% 7.5% 5.5% 5% 5% 6% 10 mg / 7.5 h 10 mg / 72 h 0.2 mg/ml 0.1 mg/ml 0.05 mg/ml mg/ml 0.01 mg/ml An efficient continuous-flow method for the exohedral functionalisation of carbon nanotubes. P. Salice, P. Maity et al. Chem. Commun. 2011, 47, 9092

22 nanofibre di politiofene Polimeri semiconduttori nanostrutturati: nanofibre di politiofene in matrice templante di metacrilato caratteristiche: anofibre ad elevata cristallinità Elevata conducibilità elettriche Possibille allineamento delle fibre (conducibilità direzionale) Elevata stabilità ambientale E. Benetti

23 WP5 Task 5.4 sintesi di quantum-dots e nanopolveri di ossidi e solfuri semiconduttori in matrice polimerica semiconduttrice nanopolveri di ossidi e solfuri (M4) strati sottili (M20)

24 POR FESR WP

25 POR FESR WP5 primo anno laboratorio chimico in via Trasea protocollo per materali anodici e catodici metodologie per la sintesi di ossidi e solfuri

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