Ακρωνύμιο : PrintPero

Κωδικός Έργου: Τ2ΔΓΕ-0560

•  Επιχειρησιακό Πρόγραμμα «Ανταγωνιστικότητα – Επιχειρηματικότητα – Καινοτομία»
• Δράση Εθνικής Εμβέλειας : «Διμερείς και Πολυμερείς Ε & Τ Συνεργασίες»
• Ευρωπαϊκό Ταμείο Περιφερειακής Ανάπτυξης
• Συνολικός Προϋπολογισμός : 393.678,35€
• Προϋπολογισμός ΠΑΠΕΛ : 169.674,35€

Περιγραφή

Οι δύο κύριοι στόχοι που είχαν τεθεί στο πρόγραμμα είναι αφενός να προωθήσει τη θεμελιώδη γνώση στην πολλά υποσχόμενη τεχνολογία στον τομέα των φωτοβολταϊκών συστημάτων (ΦΒ) με βάση ένα νέο υλικό τον περοβσκίτη και αφετέρου να αναπτύξει μια χαμηλού κόστους, επεκτάσιμη μεθοδολογία που θα επιτρέψει τη δημιουργία καινοτόμων προϊόντων από εργαστηριακού τύπου μικρά ΦΒ στοιχεία από περοβσκίτη, σε ΦΒ μεγαλύτερων διαστάσεων εξ ολοκλήρου παρασκευασμένα με χαμηλού κόστους μεθόδους εκτύπωσης με απώτερο στόχο την εφαρμογή τους στα κτίρια (BIPV).

Τα φωτοβολταϊκά με βάση τον περοβσκίτη είναι η ταχύτερα αναπτυσσόμενη τεχνολογία στον τομέα των φωτοβολταϊκών φθάνοντας απόδοση μετατροπής  της ηλιακής ενέργειας  άνω του 22% (http://www.nrel.gov/ncpv/images/efficiency_chart.jpg) σε λίγα μόλις χρόνια μετά την πρώτη παρουσίασή τους το 2009 (Kojima et al., J. Am. Chem. Soc., 2009, 131 (17), σελ. 6050-6051). Τα ΦΒ από περοβσκίτη έχουν τη δυνατότητα για ακόμη μεγαλύτερη απόδοση και πολύ χαμηλό κόστος παραγωγής. Ωστόσο, για να αξιοποιηθεί αυτό το πλεονέκτημα και να αναπτυχθούν στην αγορά νέα αποδεκτά προϊόντα, βασικές προκλήσεις έπρεπε να αντιμετωπιστούν οι οποίες και αποτελούσαν προτεραιότητα του παρόντος έργου και περιλάμβαναν:

• καλύτερη κατανόηση των ιδιοτήτων των υλικών και των μηχανισμών λειτουργίας των αντίστοιχων ΦΒ κελιών.
• τοξικότητα των ΦΒ με περοβσκίτη (που προκύπτει από την παρουσία μολύβδου στο βασικό υλικό του περοβσκίτη)
• σχετική αστάθεια – ειδικά έχει παρατηρηθεί αποικοδόμηση κατά την έκθεση των ΦΒ στοιχείων στην υγρασία του περιβάλλοντος και σε έκθεση σε υπεριώδη ακτινοβολία
• μεθοδολογία για σταδιακή μεταφορά της τεχνολογίας από μικρά στοιχεία εργαστηριακού τύπου σε χαμηλού κόστους ΦΒ συστοιχίες.

Οι βιομηχανικοί εταίροι του έργου είχαν επίσης εντοπίσει πρόσθετες απαιτήσεις που είναι σημαντικό για την αγορά των BIPV και ειδικότερα αφορούν:

• τη διαύγεια των ηλιακών κυττάρων προσδίδοντας σε αυτά ομοιόμορφο και ουδέτερο χρώμα
• τη δυνατότητα να παράγουν ένα ευρύ φάσμα χρωμάτων σε αυτό το ομοιόμορφο και ουδέτερο φόντο
• την ευελιξία προς τη δημιουργία διαφόρων σχημάτων για τα κύτταρα πράγμα το οποίο μπορεί να εξασφαλιστεί με τη μέθοδο εκτύπωσης inkjet.

Σε αυτό το έργο θα υπάρχει συνέργεια μεταξύ των ερευνητικών ομάδων και των εμπλεκομένων  εταιρειών για την κάλυψη των παραπάνω απαιτήσεων επικεντρώνοντας το ενδιαφέρον στη χρήση εκτυπωτών για την ανάπτυξη των ΦΒ,  πλεονέκτημα που έχει ήδη εκμεταλλευτεί η Ελληνική εταιρεία για την ανάπτυξη ΦΒ παρεμφερούς τεχνολογίας. Η τεχνολογία αυτή πιστεύεται από όλους τους εταίρους ότι θα συμβάλλει σε χαμηλού κόστους ΦΒ διατάξεις και θα οδηγήσει τελικά στην ανάπτυξη καινοτόμων αλλά και εξατομικευμένων προϊόντων.

Οι εταίροι του έργου έχουν δεσμευτεί για μια ολοκληρωμένη προσέγγιση της έρευνας πάνω στα υλικά που θα χρησιμοποιηθούν, στην ανάπτυξη της τεχνολογίας προς την κατεύθυνση χαμηλού κόστους, υψηλής απόδοσης, μη τοξικών και σταθερών ΦΒ αλλά και της άμεσης αξιοποίησής τους  από τις εμπλεκόμενες ΜΜΕ στην αγορά BIPV.

Οφέλη από την υλοποίηση του έργου: Η συνεργασία των εταίρων που συμμετείχαν στην παρούσα πρόταση΄ήταν από την αρχή του έργου απαραίτητη για την επίτευξη των επιστημονικών στόχων. Για την εταιρεία BRITE, μια από τις λίγες ΜΜΕ παγκοσμίως που αναπτύσσουν προϊόντα βασισμένα σε DSSC, τα PSC είναι το επόμενο λογικό βήμα που μπορεί να προσφέρει στα ηλιακά τους παράθυρα σημαντική ώθηση στην απόδοση μετατροπής. Η Sunovation έφερε με επιτυχία στην αγορά προσόψεις και στέγες BIPV που βασίζονται σε ηλιακά κύτταρα πυριτίου. Ωστόσο, έχουν αναγνωρίσει τα PSC ως βασικό παράγοντα για την ανάπτυξη προϊόντων νέας γενιάς με μεγαλύτερη ευελιξία όσον αφορά την ημιδιαφάνεια, το σχήμα, το χρώμα και την ομοιομορφία εμφάνισης καθώς και χαμηλότερο κόστος κατασκευής. Και οι δύο ΜΜΕ, αν και επί του παρόντος δεν διαθέτουν την τεχνογνωσία σε θέματα περοβσκιτών και μπορούν να επωφεληθούν από τη συνεργασία με τους ακαδημαϊκούς εταίρους που δραστηριοποιούνται σε αυτόν τον τομέα έρευνας και διαθέτουν την απαραίτητη βάση γνώσεων για την περαιτέρω ανάπτυξη της τεχνολογίας. Η ελληνική ομάδα στο Πανεπιστήμιο Πελοποννήσου έχει μακροχρόνια εμπειρία στην έρευνα για DSSC στο παρελθόν και PSC τα πιο πρόσφατα χρόνια, ενώ η γερμανική ομάδα του KIT έχει ισχυρή τεχνογνωσία σε PSC. Ωστόσο, και οι δύο ακαδημαϊκές ομάδες δεν διαθέτουν τα μέσα για την επιδίωξη της ανάπτυξης σε μεγαλύτερη κλίμακα των ιδεών τους και την πρόσβαση σε πιθανούς πελάτες και αγορές, η ζήτηση των οποίων πρέπει να οδηγήσει τις τεχνολογικές εξελίξεις που απαιτούνται για την ανάπτυξη προϊόντων για την αγορά BIPV. Οι ακαδημαϊκοί εταίροι διαθέτουν και θα συνεισφέρουν την ισχυρή τους τεχνογνωσία στη νανοτεχνολογία, την επιστήμη των υλικών και το σχεδιασμό και τη βελτιστοποίηση φωτοβολταϊκών συσκευών, ενώ θα αντλήσουν από την εμπειρία των βιομηχανικών εταίρων στην ανάπτυξη προϊόντων, τον ποιοτικό έλεγχο και την επικύρωση τεχνολογίας. Η συνεργασία μεταξύ του ακαδημαϊκού προσωπικού θα ωφελήσει όλα τα μέρη όσον αφορά την βελτιωμένη γνώση και εμπειρία με διαφορετικά υλικά και διαδικασίες που απαιτούνται για την ανάπτυξη αποτελεσματικών PSC. Επιπλέον, η ελληνική ομάδα θα επωφεληθεί από την εκμετάλλευση της ερευνητικής εγκατάστασης υψηλού επιπέδου που διατίθεται στο KIT. Αυτό θα βοηθήσει και τις δύο ομάδες να εδραιώσουν την ηγεσία και την αριστεία σε αυτόν τον βασικό επιστημονικό τομέα και να συνδεθούν με τις τρέχουσες τεχνολογικές εξελίξεις στον ταχέως εξελισσόμενο τομέα των PSC. Επίσης, θα δημιουργηθεί μια εργασιακή σχέση βασισμένη σε κοινά επιτεύγματα που θα είναι πολύτιμα για την ανάπτυξη μελλοντικών κοινοπραξιών.

Συνεργαζόμενοι Φορείς :

• BRITE HELLAS ΑΕ
• ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΕΛΟΠΟΝΝΗΣΟΥ – ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΠΡΟΗΓΜΕΝΩΝ ΥΛΙΚΩΝ ΚΑΙ ΝΑΝΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ
• KARLSRUHE INSTITUTE OF TECHNOLOGY