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ŝƉĂƌƟŵĞnto di Ingegneria, ICT e Tecnologie per l’Energia e i TrasporƟ Breveƫ Titolo Metodo di fabbricazione di celle solari a Įlm soƫle. Rif. CNR 10335 Titolare(i): CNR /ƐƟƚƵƚŽ͗ IMEM Inventore di riferimento: Stefano Rampino Territori di vigenza: IT Data di priorità: 26/05/2014 Abstract L’invenzione riguarda la realizzazione di celle solari a Įlm soƫle tramite processo di deposizione a eleƩroni pulsaƟ (Pulsed Electron DeposiƟon o PED). L’uƟlizzo di questa tecnica consente la fabbricazione di celle solari con un neƩo abbassamento dei costi (temperature più basse e oƫmo trasferimento stechiometrico del materiale da target a substrato). Le idee sviluppate sono applicabili a questo Ɵpo di processo e prevedono la soluzione di due criƟcità importanƟ: l'uniformità di deposizione su ampie aree e l’aumento della stabilità del processo PED nel tempo. La prima è risolta tramite l'oƫmizzazione di un array di sorgenƟ PED disposte al di soƩo di un substrato opportunamente movimentato e la seconda dall'applicazione del riscaldamento direƩamente al substrato tramite l'eīeƩo Joule (limitando dispersioni ed elemenƟ massivi molto caldi in camera da vuoto). Background Il CuInGaSe (CIGS) è un materiale di grande interesse per l’applicazione nel campo del fotovoltaico. Grazie al 2 suo elevaƟssimo coeĸciente di assorbimento oƫco, il CIGS riesce ad assorbire la totalità della luce solare in pochi micron di spessore permeƩendo di realizzare celle con valori di eĸcienza superiori al 20%. TuƩavia, le tecniche uƟlizzate Įnora (co-evaporazione e spuƩering) necessitano di alte temperature del substrato (500- 600°C) e causano elevaƟ sprechi di materiale sulle pareƟ della camera di deposizione. Tecnologia Grazie alle caraƩerisƟche della tecnica PED, la crescita dello strato avviene preservando completamente la stechiometria del materiale di partenza (target) anche a basse temperature (300°C). Nonostante questo, le temperature in gioco portano ad un degrado delle prestazioni della sorgente se mantenute per lunghi periodi e la deposizione da singolo cannone non garantisce una elevata resa di produzione industriale. Vantaggi e Applicazioni La tecnologia oggeƩo del breveƩo nasce dalla necessità di inserire la tecnica PED all’interno di una linea di produzione in conƟnuo di moduli fotovoltaici e permeƩe sia di mantenere altre prestazioni delle sorgenƟper lunghi periodi, grazie al riscaldamento del solo substrato tramite eīeƩo Joule, sia di crescere mini-moduli di 2 16x16cm , grazie all’opportuna disposizione di un array di sorgenƟ PED. Stadio di sviluppo Sono state cresciute tramite PED diverse celle solari con eĸcienza superiore al 15% uƟlizzando come substrato un vetro metallizzato e riscaldamento tramite eīeƩo joule; è in fase di completamento una macchina per lo sviluppo pre-industriale di un sistema di produzione in conƟnuo di celle solari a Įlm soƫle di CIGS basato sulla tecnica PED in cui le sorgenƟ sono state posizionate secondo i risultaƟ oƩenuƟ in quesƟ studi. 30 30 30