LINEA DI ATTIVITÀ
LA 4.12
Descrizione risultati raggiunti LA
In questa LA sono stati preparati e testati differenti tipologie di dispositivi integrati a 2 terminali basati su foto-elettrodi ricaricabili a base di TiO2 decorata tramite inkjet e sensibilizzata sia con coloranti preparati all’interno del progetto (AD418) sia con molecole di natura commerciale (N3). L’elemento di accumulo è depositato tramite metodo elettrochimico ed è a base di PEDOT. Allo stesso tempo è stato anche testato come sistema singolo foto-ricaricabile il WO3 decorato anche in questo caso tramite inkjet. Come elettrodo di supporto sono stati testati PEDOT-MIP (con acido ossalico) e grafene ossido ridotto (anche in questo caso elettrochimicamente). Come elettroliti sono stati testati sia sistemi allo stato liquido (acquosi) sia allo stato gel (PEO). I dispositivi prodotti sono stati completamente caratterizzati dal punto di vista elettrochimico tramite EIS per determinarne le proprietà delle interfacce e tramite curve galvanostatiche di carica e scarica a diverse intensità di corrente e sotto differenti condizioni di illuminazione per determinare la capacità specifica di accumulo degli stessi. Sono state valutate le stabilità dei dispositivi sotto simulatore solare attraverso elevati di cicli galvanostatici di carica e scarica. Contemporaneamente sono state svolte attività di sviluppo e caratterizzazione di materiali attivi e additivi sostenibili a base carboniosa per celle solari perovskitiche integrabili in dispositivi integrati fotovoltaico-accumulo a 2 terminali, al fine di migliorare prestazioni e stabilità. Infine, sono state svolte anche attività legate alla determinazione degli spettri di assorbimento di specie ossidate mediante tecniche spettroelettrochimiche dei coloranti già caratterizzati in precedenza. Si sono registrati gli spettri di assorbimento UV-vis-NIR tra 200 e 1600 nm di 6 coloranti a diversi potenziali di ossidazione in soluzione a temperatura ambiente.
Risultati attesi nel POA
La realizzazione ed il testing di dispositivi integrati a 2 terminali fotovoltaico-accumulo permetteranno di incrementare le conoscenze su tale tecnologia in modo da potere poi affrontare nella giusta maniera i problemi legati alla loro successiva ottimizzazione. Tali risultati potranno essere utilizzati per lo sviluppo di sistemi a 2 terminali maggiormente efficienti e stabili integrabili nel sistema energetico nazionale. Le informazioni ricavate saranno state inviate alla piattaforma IEMAP allo scopo di accelerare la progettazione nuovi dispositivi sia per il sistema elettrico nazionale sia per altri campi applicativi.
REFERENTE/I
Alessandra Sanson – CNR
Deliverable consegnati con questo LA
Report tecnico: “Realizzazione di dispositivi integrati fotovoltaico-accumulo a 2 terminali”.
Deliverable D4.27 “Database: Database con le proprietà di foto-ricarica e delle interfacce degli elettrodi sviluppati”, D4.28 “Database con le proprietà di foto-ricarica e delle interfacce degli elettrodi sviluppati”, D4.29 “Produzione di almeno 3 prototipi” Report tecnico: “Realizzazione di dispositivi integrati fotovoltaico-accumulo a 2 terminali”.
Deliverable D4.27 “Database: Database con le proprietà di foto-ricarica e delle interfacce degli elettrodi sviluppati”, D4.28 “Database con le proprietà di foto-ricarica e delle interfacce degli elettrodi sviluppati”, D4.29 “Produzione di almeno 3 prototipi”
Livello di innovazione
La produzione e caratterizzazione di sistemi integrati a 2 terminali fotovoltaico-accumulo con elettrodi foto-ricaricabili a base dei materiali proposti (coloranti organici AD418 e sistemi carboniosi a base anche di polimeri per l’accumulo di cariche) e WO3 rappresenta un aspetto innovativo nella tecnologia in quanto in letteratura l’approccio maggiormente riportato prevede dispositivi a tre terminali che utilizzano principalmente materiali per l’accumulo tradizionalmente utilizzati per batterie e coloranti metallo-organici o (Y.-X. Tan et al., Energy Environ. Sci. 16, 2023, 2432; J. Lv et al., Che. Soc. Rev. 51, 2022, 1511).
Disseminazione
• The role of additives in improving the performance of hybrid perovskite solar cells. L. Squillantini, F. De Giorgio, Marco Natali, C. Dionigi, M. Seri, A. Mezzi, F. Liscio, D. Tocco, E. Fratini, A. Parisini, G. Ruani. Seconda Conferenza Rete Italiana del Fotovoltaico, Bolzano, Italy (11 – 12 June 2024). Poster presentation.
• Mining tailings as secondary raw materials for the development of manganese-based oxides for green electrochemical energy storage and conversion systems. F. De Giorgio, A. Riminucci, M. Singh, C. Dionigi, L. Squillantini, M. Natali, G. Ruani, D. Caschera, A. Mezzi, M. Agostini, L. Angeletti, S. Brutti, S. Quaranta. International Symposium on Beyond Li-Ion Batteries, Padova, Italy (1 September 2024). Poster presentation.
• The role of carbon-based nanomaterials as additives in improving the performance of hybrid perovskite solar cells. L. Squillantini, F. De Giorgio, Marco Natali, C. Dionigi, M. Seri, A. Mezzi, F. Liscio, D. Tocco, E. Fratini, A. Parisini, G. Ruani. 7th International Conference on Perovskite Solar Cells and Optoelectronics (PSCO), Perugia, Italy (16-18 September 2024). Poster presentation.
• “WO3 photo-rechargeable electrodes decorated by ink-jet printing for solar supercapacitors”. N. Sangiorgi, A. Sangiorgi, A. Soccio, M. Rancan, L. Armelao, A. Sanson, article submitted and under evaluation in Advanced Sustainable Systems journal (Wiley) 2024.
• Molecular imprinted poly-3,4 ethylenedioxythiophene for supercapacitor application. N. Sangiorgi, A. Sanson, SCI2024 – XXVIII Congresso Nazionale della Società Chimica Italiana, Milano (IT), 26-30 Aug. 2024. Oral presentation.
• Dual Emission of Fluorinated beta-diketonate Sm(III) Complexes: Effect of the Bidentate Ancillary Ligands. E. Bandini, Z. Ahmed, A. Barbieri, N. Armaroli, , SCI2024 – XXVIII Congresso Nazionale della Società Chimica Italiana, Milano (IT), 26-30 Aug. 2024
Presentazioni “Progettazione, sintesi e caratterizzazione dei materiali per dispositivi integrati fotovoltaico-accumulo” e “Materiali e dispositivi a due terminali per sistemi integrati fotovoltaico + accumulo” all’evento finale di IEMAP il 3 Dicembre 2024 a Roma • The role of additives in improving the performance of hybrid perovskite solar cells. L. Squillantini, F. De Giorgio, Marco Natali, C. Dionigi, M. Seri, A. Mezzi, F. Liscio, D. Tocco, E. Fratini, A. Parisini, G. Ruani. Seconda Conferenza Rete Italiana del Fotovoltaico, Bolzano, Italy (11 – 12 June 2024). Poster presentation.
Presentazioni “Progettazione, sintesi e caratterizzazione dei materiali per dispositivi integrati fotovoltaico-accumulo” e “Materiali e dispositivi a due terminali per sistemi integrati fotovoltaico + accumulo” all’evento finale di IEMAP il 3 Dicembre 2024 a Roma
