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), allanalisi e valutazione di sostenibilità ambientale di processi e prodotti e alle tecnologie ICT e all innovazione organizzativa, al fine di ridurre lutilizzo 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 nelledilizia 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 dellimpatto 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 linteroperabilità Metodologie e strumenti per linteroperabilità, la riduzione del time to market e la virtualizzazione dei processi Modelli di e-business nella reverse logistics Promozione delleAdoption e roadmapping sulle ICT nellottica dello sviluppo sostenibile

Tecnologie fotovoltaiche innovative Responsabile Nadia Camaioni (CNR-ISOF) Lobiettivo è la valutazione di tecnologie low-cost per la produzione di dispositivi per la conversione fotovoltaica dellenergia 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 lapplicazione 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 limpiego simultaneo di almeno due tipologie di celle fotovoltaiche nei sistemi a concentrazione. Report sullapplicazione della tecnologia della cella ad eterogiunzione su substrati in silicio policristallino. Report sulla potenzialità dellimpiego di celle a base di Germanio e CuInSe2 in convertitori termofotovoltaici sia sul piano delle prestazioni che su quello dellanalisi 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 nm p-layer~20 nm i-layer nm c-Si 350 m n + c-Si ~ 50 nm Al Struttura del dispositivo evaporazione sputtering 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 V oc

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 V oc emettitorebase Wafer n Wafer p HJ, p/n HJ, n/p Giunzione diffusa qV D 1.5 eV qV D 1 eV qV D 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 Si 3 N 4 = isolante TCO = 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 V oc

Cella a giunzione diffusa Passivazione: Si 3 N 4 Cella a eterogiunzione Passivazione: a-Si MIGLIORE PASSIVAZIONE

Cella a eterogiunzione Maggiore tensione di diffusione: maggiore V oc Bassa temperatura: minore degrado del wafer Migliore budget termico Migliore coefficiente termico della V oc Migliore passivazione : potenzialità per maggiore efficienza Trattamenti superficiali: critici

Trattamenti superficiali accurati Plasma soft: danneggiamento limitato No shock termici TCO ad alta trasparenza nellIR Metallizzazione: maggiore aspect ratio (migliore pasta serigrafica) SANYO V mA/cm 2 FF=0.791 = 22.3% CZ n, 200 m Area: cm 2 Contatti: serigrafia Trattamenti alta T:NO Prototipo: Mini modulo 366 cm 2 = 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 dellenergia 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)

Pretrattamenti superficiali Temperatura Diffusione di H per passivazione dei bordi di grano Trattamenti termici successivi Collaborazione con ENEA- CASACCIA