CHOSENEWS

CONTATTI IN GRAFENE PER MODULI FOTOVOLTAICI DSSC STRUTTURALMENTE STABILI E CON ELEVATA EFFICIENZA SU APERTURE AREA

Nell’ambito del Progetto Europeo Graphene Flagship è stato realizzato il primo modulo fotovoltaico DSSC (Dye-Sensitized Solar Cell), basato su una griglia di contatti stampati in Graphene, grazie ai quali è stato possibile risolvere il problema della corrosione che affligge le tipiche griglie in argento dei moduli DSSC, aumentando così la stabilità strutturale di questi dispositivi..

Un importante risultato merito della collaborazione tra il C.H.O.S.E. e il "Graphene Cambridge Center" dell'Università di Cambridge (UCAM), fondato e diretto dal prof. Andrea C. Ferrari, il quale ricopre anche il ruolo di "Science and Technology Officer" oltre che di "Chair of the Management Panel of the Graphene Flagship" (una delle più grandi iniziative di ricerca finanziate dalla Commissione Europea)   

 

La pasta di Graphene è stata formulata e prodotta con la tecnica della microfluidizzazione presso il “Graphene Cambridge Centre” dell’Università di Cambridge. La realizzazione in Graphene delle griglie del modulo fotovoltaico DSSC, ha inoltre permesso di incrementare l’efficienza calcolata su aperture area, fino al 12%. Tale risultato, unito alla maggiore stabilità dei dispostivi rispetto a quelli standard (con l’argento), spinge ulteriormente la tecnologia DSSC nel settore BIPV (Build Integrated Photo-Voltaic) e nelle applicazioni indoor.

I risultati ottenuti sono stati pubblicati in ACS Publications, disponibili al seguente link:
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsaem.0c01960

Congratulazioni a Paolo Mariani, Antonio Agresti, Luigi Vesce, Sara Pescetelli, Alessandro Lorenzo Palma, Flavia Tomarchio, Panagiotis Karagiannidis, Andrea C. Ferrari e Aldo Di Carlo

graph solar mod 1

SEM images of (a) Ag layer, (b) graphene coating, (c) cross section of Ag layer, (d) cross section of graphene coating, (e) schematic cross view of Ag-based device, (f) schematic cross view of graphene-based device

graph solar mod 2

Stability test at 85 °C comparing 5 DSSC modules with Ag-vertical interconnects and 5 with graphene ones

 

GRAPHENE-BASED INTERCONNECTS FOR STABLE DYE-SENSITIZED SOLAR MODULES

Within the EU Graphene Flagship Project, through the collaboration between the C.H.O.S.E. and the "Graphene Cambridge Center" of the University of Cambridge (UCAM), founded and directed by Prof. Andrea C. Ferrari, who is also the Science and Technology Officer and the Chair of the Management Panel of the Graphene Flagship (one of the largest research initiatives ever funded by the European Commission), the first DSSC (Dye-Sensitized Solar Cell) PV (Photo-Voltaic) module, based on Graphene printed interconnects, was realized.

Thanks to these interconnects, corrosion issues that affect the typical silver grids of the DSSC modules have been fixed, thus increasing the structural stability of these devices.

Graphene paste was realized and fabricated via microfluidization at the Graphene Cambridge Center. Graphene-based interconnects of the DSSC module have also allowed to increase the Power Conversion Efficiency (PCE) calculated on Aperture Area, up to 12% with respect to silver-based ones. This result, combined with the greater stability of the devices once compared to the standard ones (made of silver), further rolls out the DSSC technology in the BIPV (Build Integrated Photo-Voltaic) sector and in indoor application.

The obtained results are published in ACS Publications, available at the following link:
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsaem.0c01960

Congratulations to Paolo Mariani, Antonio Agresti, Luigi Vesce, Sara Pescetelli, Alessandro Lorenzo Palma, Flavia Tomarchio, Panagiotis Karagiannidis, Andrea C. Ferrari and Aldo Di Carlo

 

graph solar mod 1

SEM images of (a) Ag layer, (b) graphene coating, (c) cross section of Ag layer, (d) cross section of graphene coating, (e) schematic cross view of Ag-based device, (f) schematic cross view of graphene-based device

graph solar mod 2

Stability test at 85 °C comparing 5 DSSC modules with Ag-vertical interconnects and 5 with graphene ones

 

 

BEYOND 17% STABLE PEROVSKITE SOLAR MODULE VIA POLARON ARRANGEMENT OF TUNED POLYMERIC HOLE TRANSPORT LAYER

polaron perovskite 0

 

Operational stability of perovskite solar cells (PSCs) is rapidly becoming one of the pressing bottlenecks for their upscaling and integration of such promising photovoltaic technology. By using a Polaron Arrangement strategy, we demonstrated stable PSCs with typical power conversion efficiencies above 20%, retain more than 90% of the initial efficiency after 1080 hours thermal stress at 85 ˚C and 87% of initial efficiency after 160 hours exposure against 1 sun light soaking. By using this strategy, we advanced the efficiency of perovskite solar modules beyond 17% on an active area of 43 cm2, keeping above 90% of the initial efficiency after 800 hours thermal stress at 85 ˚C. These results, obtained in ambient conditions, pave the way toward the industrialization of PSC-based photovoltaic technology.

The obtained results published in Nano Energy (an Elsevier journal with IF: 16.6) available online via following link:
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2211285520312581

Congratulations to Narges Yaghoobi Nia, Mahmoud Zendehdel, Mojtaba Abdi-Jalebi, Luigi Angelo Castriotta, Felix U. Kosasih, Enrico Lamanna, Mohammad Mahdi Abolhasani, Zhaoxiang Zheng, Zahra Andaji-Garmaroudi, Kamal Asadi, Giorgio Divitini, Caterina Ducati, Richard H. Friend and Aldo Di Carlo.

 

DEVELOPMENT OF A COLOUR - SENSITIVE INKJET-PRINTED PIXELATED ARTIFICIAL RETINA MODEL AND ITS STUDY VIA AN OPTOELECTRONIC DEVICE | PRESS RELEASE

11 December 2020

Development of a colour-sensitive inkjet-printed pixelated artificial retina model and its study via an optoelectronic device

 

Around 300 million people worldwide are visually impaired. In recent years, photosensitive organic electronic materials have been shown to be a very promising tool for transducing light stimuli to non-functioning retinas. An international interdisciplinary team from four institutes developed a colour-sensitive artificial retina model using polymer semiconductors. These are processable as inks which enabled pixelatation by depositing each polymer dot by inkjet-printing. Three types of polymer semiconductors, with spectral absorbance curves emulating those of rods, and of cones which provide colour sensitivity, were deposited in a concentric layout simplifying the anatomical human retinal scheme. The team verified that the phototransduction process from the artificial retina to a biological electrolyte solution imitating extracellular fluids found in our tissues produced electrical signals compatible with those found in retinas through a novel closed sandwich-type optoelectronic device. Biocompatibility of the materials was also verified. The bio-hybrid device is compact, easy-to-handle, transportable, with controllable size and requires a small amount of bio-electrolyte thus permitting use of tools typically found in an electronic-engineering/physics/chemistry laboratory. The density of the artificial photoreceptors was ∼11000 pixels/cm2 and the corresponding spatial resolution was 267 dpi (dots per inch), with pixel diameters of 95 micrometres comparable to that of a human hair.
Results are published in “Colour‑sensitive conjugated polymer inkjet‑printed pixelated artificial retina model studied via a bio‑hybrid photovoltaic device” article in Scientific Reports at https://rdcu.be/cbQ6g

 artificial retina Fig1

 

artificial retina Fig2

 

artificial retina Fig3

 

For more information see the press release and

https://rdcu.be/cbQ6g 

 

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SPECIAL ISSUE "ADVANCED HYBRID AND COMPOSITE CRYSTALS FOR SOLAR FUELS"

special issues

A Special Issue on "ADVANCED HYBRID AND COMPOSITE CRYSTALS FOR SOLAR FUELS"

Various technologies based on photochemical, photobiological, thermochemical, photoelectrochemical, and photovoltaic-electrochemical integration have been utilized for solar fuel production. However, there are numerous scientific challenges to developing these technologies, including finding suitable materials and hybrid/composite structures to improve light absorption, developing more efficient and stable catalysts and thin films, enhancing selectivity, minimizing interfacial losses, and resisting degradation. Accordingly, the utilization of some advanced organic/inorganic hybrid and composite crystalline compounds and relative thin films such as 2D/3D structures, plasmonic core-shell, carbon-based nanostructures, porous nanostructures, molecular catalysts, metal-organic and zeolitic imidazolate frameworks, polyoxometalates, hybrid conjugated polymers, and hybrid biomimetics can markedly improve the performance of solar fuel technologies toward industrialization.

Special Issue Editors:

Narges Yaghoobi Nia, Aldo Di Carlo, Adelio Mendes, Mahmoud Zendehdel, Hong Zhang, Gabriele Centi, Francesco Aquilante

Available at the link:

https://www.mdpi.com/journal/crystals/special_issues/solar_fuel

Deadline for manuscript submissions: 15 May 2021.

 

TWO-DIMENSIONAL MATERIALS IN PEROVSKITE SOLAR CELLS

two materials 1

9 July 2020

Want to know more about Perovskites and 2 D materials?

On "IOPscience" the latest review by Aldo Di Carlo, Antonio Agresti, Francesca Brunetti and Sara Pescetelli entitled "Two-dimensional materials in perovskite solar cells":

https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2515-7655/ab9eab/meta?fbclid=IwAR2FakSTO6mc2dJWA8mmmYP6q2XARlu-qOKLradok7eBllAfDmKXHTM6klk 

 

CELLE FOTOVOLTAICHE FLESSIBILI SU VETRO ULTRA-SOTTILE AD ALTA EFFICIENZA PER INTERNI

29 April 2020

Celle Fotovoltaiche Flessibili su Vetro Ultra-Sottile
ad Alta Efficienza per Interni

 

È già in atto una rivoluzione che include lo sviluppo di sensori wireless autonomi, elettronica a basso consumo energetico per il mercato dei consumatori, case intelligenti, domotica e Internet delle Cose. Tutti questi elementi richiedono, per la loro alimentazione, dispositivi di raccolta di energia efficienti e facili da integrare. Le fonti di energia fotovoltaica per uso interno, su substrati flessibili e pieghevoli ultrasottili, avranno il potenziale per facilitare queste innovazioni tecnologiche ma devono essere sviluppate per fornire prestazioni sotto l'illuminazione artificiale interna piuttosto che sotto il sole. Un team internazionale costituito da ricercatori dell’Università degli Studi di Roma Tor Vergata, Universidad Surcolombiana e il Fraunhofer Institute ha appena pubblicato un articolo in Cell Reports Physical Science, che evidenzia nel loro progetto i progressi compiuti nel raggiungimento di efficienze sopra il 20% con celle solari a perovskite sotto queste condizioni di illuminazione di interni usando substrati flessibili di vetro ultrasottile. Le efficienze ottenute rappresentano le più elevate riportate per qualsiasi tecnologia di celle fotovoltaiche flessibili e pieghevoli per interni, oltre a superare del 60-90% le precedenti celle di perovskite su substrati flessibili. Le potenze specifiche in Watt erogate per grammo di peso (W/g) sono superiori del 40-55% rispetto alla loro controparte su film plastici in PET, e sono di un ordine di grandezza superiore a quelle su vetro rigido. I risultati sono riportati al seguente link: “Perovskite Photovoltaics on Roll-To-Roll Coated Ultra-thin Glass as Flexible High-Efficiency Indoor Power-Generators” https://doi.org/10.1016/j.xcrp.2020.100045.

 figure Scheme cell thin glass 2

Fig curved cell jpg 1

Per maggiori informazioni vedi il comunicato stampa e il link

 https://doi.org/10.1016/j.xcrp.2020.100045

 

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UN SUCCESSO TUTTO ITALIANO: CELLE SOLARI TANDEM IN PEROVSKITE E SILICIO PER UN'EFFICIENZA RECORD SUPERIORE AL 26%

PVS tandem26

I ricercatori del CHOSE dell'Università di Roma Tor Vergata, l'Istituto Italiano di Tecnologia (IIT), con Graphene Labs e il suo spin-off BeDimensional, in collaborazione con i ricercatori dell'ENEA del Laboratorio di Tecnologie Fotovoltaiche, hanno realizzato un’innovativa cella solare “tandem”, in perovskite e silicio, raggiungendo efficienze record fino al 26,3%.

I risultati di questa importante ricerca sono stati pubblicati il 17 febbraio 2020 sulla rivista internazionale “Joule”

https://doi.org/10.1016/j.joule.2020.01.015

 

FOTOVOLTAICO A PEROVSKITE: PASSI AVANTI VERSO L’INDUSTRIALIZZAZIONE

 

Consensus PSC stability3

 

Un altro passo avanti verso l’industrializzazione del fotovoltaico a perovskite, la nuova tecnologia ora al centro della ricerca sull’energia solare.

Con il prof. Aldo Di Carlo, la prof.ssa Francesca Brunetti e la dr.ssa Francesca De Rossi anche il CHOSE in un team di scienziati, che ha espresso una Dichiarazione di Consenso per la definizione delle procedure finalizzate alla valutazione e misurazione della stabilità del fotovoltaico a perovskite.
La Dichiarazione di Consenso è stata pubblicata sulla prestigiosa rivista “Nature Energy” (VOL 5 | January 2020) al link:

https://rdcu.be/b0DiV

La rivista “Nature Energy” ha inoltre dedicato all’argomento l’articolo “Perovskites take steps to industrialization” (22/01/2020), che si può leggere al link:

https://www.nature.com/articles/s41560-020-0552-6

 

IL CHOSE alla CONFERENZA EUROPEA SULLA TERMOELETTRICA / 17° ECT 2019 - CIPRO 23-25 SETTEMBRE 2019

Dal 23 al 25 Settembre 2019, a Limassol (Cipro), si è tenuta la 17° Conferenza Europea sulla Termoelettrica.

Per il CHOSE il prof. Andrea Reale e il dr. Saeed Mardi hanno presentato le attività e i risultati della ricerca nel settore dei dispositivi termoelettrici stampabili.

ECT 2019 2

ECT 2019

(8/10/2019)

 

SIETE PRONTI PER I PANNELLI SOLARI DA INTERNO? | ARTICOLO SU WIRED ITALIA

In primo piano sulla rivista "WIRED" Italia  la ricerca del prof. Thomas Brown e del Team CHOSE sulle celle solari indoor

WIRED Italia 
24 Settembre 2019
Autore: Simone Valesini

Siete pronti per i pannelli solari da interno?
Una nuova generazione di celle fotovoltaiche permetterà di riciclare la luce in eccesso che produciamo per illuminare case, uffici e luoghi pubblici. E potrebbero dare una spinta definitiva all’ascesa dell’internet of things. Vediamo come

Leggi l'articolo:

https://www.wired.it/scienza/energia/2019/09/20/pannelli-solari-interno/

 

WIRED pannelli solari indoor

Foto: Steve Jurvetson/Flickr

 

I MXen BIDIMENSIONALI MIGLIORANO L'EFFICIENZA DELLE CELLE SOLARI A PEROVSKITE | ARTICOLO DELLA "PHISICS WORLD MAGAZINE"

Phisics World Magazine
18 September 2019
Autore: Amanda Carr

I MXen bidimensionali migliorano l'efficienza delle celle solari a perovskite

Su "Phisics World" Magazine un articolo dedicato agli importanti risultati della ricerca (pubblicati sulla prestigiosa rivista scientifica "Nature Materials") condotta dagli scienziati del C.H.O.S.E., sotto la direzione del prof. Aldo Di Carlo, insieme ai partner di NUST MISIS (Russia) e CNR (Italia). Tale ricerca ha dimostrato come una microscopica quantità di carburo di titanio bidimensionale, chiamata Mxene, migliori significativamente la raccolta di cariche elettriche in una cella solare a perovskite, aumentandone l'efficienza finale di oltre il 20%.

Leggi l'articolo:

https://physicsworld.com/a/two-dimensional-mxenes-improve-perovskite-solar-cell-efficiency/

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Foto: iStock Milos-Muller

 

CELLE SOLARI CON NUOVE INTERFACCE: USO DI MATERIALI BIDIMENSIONALI INNOVATIVI PER AUMENTARE L'EFFICIENZA | COMUNICATO STAMPA

13 settembre 2019

Celle solari con nuove interfacce: uso di materiali bidimensionali innovativi per aumentare l'efficienza

 

Gli scienziati del centro CHOSE dell'Università di Roma Tor Vergata insieme ai partner di NUST MISIS (Russia) e CNR (Italia) hanno scoperto che una quantità microscopica di carburo di titanio bidimensionale, chiamata Mxene, migliora significativamente la raccolta di cariche elettriche in una cella solare a perovskite, aumentandone l'efficienza finale oltre il 20%. I risultati di questa ricerca sono stati pubblicati sulla rivista scientifica "Nature Materials".

 

MXenes viola 1

 

Per maggiori informazioni vedi il comunicato stampa e il link https://www.nature.com/articles/s41563-019-0478-1

 

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PERMEATION BARRIER - ENCAPSULATION SYSTEMS FOR FLEXIBLE AND GLASS-BASED ELECTRONICS AND THEIR APPLICATION TO PEROVSKITE SOLAR CELLS | PRESS RELEASE

September 12, 2019

Permeation Barrier - Encapsulation Systems for Flexible and Glass-based Electronics and their Application to Perovskite Solar Cells

 

Researchers at the Centre for Hybrid and Organic Solar Energy (CHOSE), Department of Electronic Engineering, University of Rome – Tor Vergata, and at the Fraunhofer Institute for Organic Electronics, Electron Beam and Plasma Technology FEP, have unraveled the effects of architectures, application processes, and water vapor transmission rates (WVTR) of transparent flexible ultra-high permeation barrier films (UHPBFs) applied to substrates with adhesive resins for attaining long lifetimes, and compared these with polyethylene terephthalate (PET), and glass barriers. The effectiveness of barrier/adhesive systems, quantified via calcium tests, depends on barrier orientation, adhesion, handling, defects, storage and application procedures. The researchers applied permeation barriers for the encapsulation of perovskite solar cells and were able to extract a relationship between WVTRs of barrier/adhesive systems and degradation rates of solar cells. Results highlight important factors which will help those developing strategies relating to encapsulation, barrier, adhesive and sealant systems, and stable optoelectronic devices on glass and flexible substrates that can be effective in cost as well as performance.

PERMEATION BARRIER

For more information see press release and https://doi.org/10.1002/aelm.201800978

 

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ESPREesSO - EFFICIENT STRUCTURES AND PROCESSES FOR RELIABLE PEROVSKITE SOLAR MODULES

ESPRESSO PEROVSKITE

17/07/2019

Dall’aprile 2018 il CHOSE è impegnato nel progetto europeo ESPREesSO - Efficient Structures and Processes for Reliable Perovskite Solar Modules, con l’ambizioso traguardo di portare le celle solari a perovskite al successivo livello di maturità e dimostrare la loro innovativa applicazione pratica.
Il team di ESPREesSO ha come obiettivi la produzione di materiali alternativi a costi alternativi, di immaginare nuove strutture di celle e architetture fotovoltaiche, di affermare un know-how avanzato e di realizzare una tecnologia all’avanguardia in grado di superare le attuali limitazioni.

Accedi a questi link per maggiori informazioni!


https://buff.ly/2TZiw0v

https://buff.ly/2H1HEdp

https://buff.ly/2ViiT6R

 

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