Raport de Cercetare - CERCETARI PRIVIND OPTIMIZAREA PROCESULUI DE OBTINERE A MATERIALELOR NANOFUNCTIONALE DIN DIOXID DE TITAN PRIN DEPUNERE CHIMICA DIN VAPORI UTILIZATE PENTRU CELULELE SOLARE SI CARACTERIZAREA LOR

Raport de Cercetare

CERCETARI PRIVIND OPTIMIZAREA PROCESULUI DE OBTINERE A MATERIALELOR NANOFUNCTIONALE DIN DIOXID DE TITAN PRIN DEPUNERE CHIMICA DIN VAPORI UTILIZATE PENTRU CELULELE SOLARE SI CARACTERIZAREA LOR

Rezumat: Utilizarea celulelor fotovoltaice pentru conversia energiei solare este deja o realitate iar extinderea lor pe scara mai larga se face concomitent cu gasirea unor solutii de marire a randamentului si reducere a costurilor lor de fabricatie astfel incat cercetarile sunt directionate spre noi materiale ce devin inlocuitori posibili ai siliciului utilizat in construirea electrozilor acestor celule.

Acest proiect isi propune sa studieze posibilitatea obtinerii de TiO2 nanostructurat (semiconductor de tip n) pentru fabricarea de electrozi porosi      pentru celulele fotovoltaice care nu sunt bazate pe siliciu: de tip Gratzel (sensibilizate cu pigmenti), de tip ETA (celule solide, cu strat absorbant luminos extrem de subtire) si de tip 3D (celule solide, cu electrozi nanostructurati) .

Depunerile s-au realizat analizand comparativ tehnica CVD in control cinetic (la temepraturi mai joase) si sub control difuzional (la temperaturi mai ridicate) respectiv tehnica SPD (depuneri prin spraiere cu piroliza) si tehnica Doctor Blade.

Testarea unor semiconductori de tip p, cu capacitate mare de absorbtie a radiatie luminoase (MoS2, CuSbS2) a determinat identificarea unei solutii fezabile pentru celule fotovoltaice solide.

Optimizarea depunerilor si alegerea tehnicii optime s-a realizat prin caracterizarea straturilor nanostructurate din punct de vedere structural (difractie de raze X, spectroscopie Raman), din punct de vedere morfologic (spectroscopie electronica de baleaj), din punct de vedere electric (curbe IV) si din punct de vedere optic (fotoluminescenta).

Rezultatele proiectului arata ca tehnica SPD este o tehnica fiabila, mai robsta si mai putin costisitoare decat CVD, care poate fi aplicata unor geometrii diverse si care, in urma studiilor de optimizare a condus la structuri cu morfologie controlata.

Celulele de tip TiO2/CuInS2 au prezentat raspuns fotoelectric iar cercetarile ulterioare vor permite identficarea solutiilor pentru cresterea eficientei lor.

Introducere

Efectul fotovoltaic, descoperit de Bequerel in 1839 sta la baza dispozitivelor de conversie a radiatiei solare in energie electrica - celulele fotovoltaice. In 1950 laboratoarele Bell anuntau fabricarea primelor celule fotovoltaice ce functionau in urma unei jonctiuni p-n intre doua straturi de siliciu diferi dopate.

Actual, eficienta celulelor fotovoltaice comerciale variaza intre 1820% pentru celulele cu siliciu monocristalin si 1012% pentru celulele cu siliciu amorf in conditiile in care celulele cu siliciu policristalin (cele mai larg raspandite pe piata) au o eficienta intermediara. Problema esentiala in fabricarea celulelor de siliciu este puritatea acestui: este necesar siliciu de puritate avansata, care se obtine numai prin procese de separare/purificare puternic endoenergetice; astfel consumul energetic la fabricarea unei celule fotovoltaice este foarte mare (la fel si costurile) si pune la indoiala sustenabilitatea lor ca sistem de energie regenerabila.

Cercetarile mai recente s-au orientat spre obtinerea celulelor cu pret scazut, prin utilizarea de alte materiale cum sunt CdS, CuInSe₂ sau CdTe. Acestea din urma pot fi depuse cu costuri moderate dar din punct de vedere al poluarii mediului reprezinta o alternativa mai putin atractiva deoarece contin compusi toxici.

Celulele solare organice au preluat exemplul de transformare a energiei luminoase in energie chimica prin procesul de fotosinteza. Majoritatea celulelor solare organice au structuri similare cu cele anorganice, bazate pe semiconductori (jonctiuni p-n sau bariera Schottky). Mecanismul conductiei este inca incomplet elucidat deoarece formarea benzilor energetice (de valenta si de conductie) din semiconductorii anorganici nu este practic inregistrata si in cazul celulelor cu filme de substante organice unde spectrele indica suprapuneri slabe ale orbitalilor moleculari (peak-urile prezente in spectre sunt nete si difera putin comparativ cu cele ale moleculelor dizolvate). Conductivitatea acestor filme poate fi imbunatatita prin adaugare de agenti de dopare cum sunt oxigenul sau iodul pentru filme de tip p.

Incepand cu 1970 s-a inregistrat un interes reinoit pentru celulele fotovoltaice sensibilizate cu pigmenti (coloranti); principiul de functionare este urmatorul: in urma absorbtiei unui foton, molecula de pigment trece intr-o stare excitata si din aceasta stare un electron este injectat in banda de conductie a semiconductorului. La celalalt capat al semiconductorului (de tip n) electronul este preluat si poate fi inserat intr-un circuit exterior (al consumatorului) inainte de a se reintoarce in sistem, prin contraelectrod unde reduce speciile oxidante. Concomitent, pigmentul oxidat este regenerat prin acceptarea unui electron de la speciile reducatoare din electrolit. Alaturi de reactiile electrochimice descrise o serie de transformari vin sa scada eficienta procesului global determinand rezistente interne mari, un numar mare de molecule de pigment si o regiune activa mica. S-a constatat ca un monostrat de pigment absoarbe doar cateva procente din radiatia incidenta iar structurile multistrat determina scaderea sistematica a eficientei injectiei electronului in semiconductor.

O idee noua, dateaza din 1991 si se datoreaza lui Gratzel (O'Regan, M. Gratzel, Nature, 353, 737, 1991 si Gratzel si colab., J. Am. Chem. Soc, 115, 6382, 1993). Celulele Gratzel sunt bazate pe electrozi porosi nanocristalini de TiO₂, care au o suprafata specifica interna foarte mare. Electrodul consta din particule de TiO₂ de dimensiuni coloidale (5-50 nm) care sunt unite intr-o etapa de sinterizare la temperaturi joase. Un monostrat de pigment depus pe un astfel de electrod este suficient pentru a absorbi cea mai mare parte a radiatiei din spectrul luminii solare. Modul de functionare este cel descris anterior, pentru celule sensibilizate cu pigmenti dar eficienta este mult mai buna. Aceste celule sunt fabricate in serie de doua firme si au o eficienta a conversiei de 12%. Dezavantajul acestora este electrolitul lichid care duce (prin evaporare in timp) la scaderea timpului de viata.

O alternativa o reprezinta celule fotovoltaice solide, integral alcatuite din electrozi nanoporosi de tip oxizi si/sau sulfuri care au un pret scazut si timp de viata lung (Konenkampf si colab., SEMSC, 2002). Limitarea eficientei acestor celule provine din capacitatea de conectarea la interfata celor doi semiconductori in jonctiune precum si din pozitia benzilor interzise (nivelelor Fermi). Se cunosc doua tipuri de celule solare solide cu urmatoarele structuri generale:

Celua ETA: Semiconductor de tip n/absorber luminos (n sau p)/semiconductor de tip p

Celula 3D: Semiconductor de tip n dens / semiconductor de tip n nanoporos / semiconductor de tip p absorber luminos, nanoporos.

In ambele situatii, esentiala pentru realizarea conductiei este existenta unui film subtire cu suprafata specifica mare. Cercetarile se indreapta de aceea catre optimizarea procesului depunerii care sa permita obtinerea de morfologii controlate.

Ca si semiconductor de tip n, este mentionat in literatura ZnO dar mai ales TiO2.

Proiectul de fata si-a propus initial optimizarea depunerii prin CVD a dioxidiului de titan TiO2 (varietatea polimorfa anatas) in straturi cu morfologie controlata. Ulterior, tema a capatat o consistenta suplimentara prin aceea ca si-a propus si alegerea unei tehnologii fezabile (prin compararea CVD cu alte tehnologii de depuneri de straturi subtiri) si dezvoltarea intregii celule solare solide care sa permita testarea performantelor straturilor depuse in vederea elaborarii unui produs final.

In paralel proiectul si-a propus un pachet de actiuni de valorificare a cercetarii atat prin diseminarea rezultatelor stiintifice cat si prin organizarea unei linii de training in domeniul sistemelor de energii regenerabile.

2. Etapele cercetarii

2.1. Studiul de literatura

Pentru elaborarea activitatilor de cercetare propuse s-a studiat un material bibliografic vast, existent atat in universitate cat si la colaboratorii externi ai Centrului de Energie Durabila. S-a avut in vedere:

cuprinderea subiectelor majore ale temei

identificarea tendintelor actuale ale colectivelor de cercetare angrenate in studierea materialelor nanostructurate

formarea unei baze de informatii bibliografice, alcatuita din peste 450 de articole, carti si lucrari de doctorat.

2.2. Elaborarea planului de cercetare, defalcat pe etape anuale

Acesta a cuprins:

- depuneri de TiO2 din vapori cu reactie chimica (CVD): aducerea in parametrii a instalatiei, alegerea precursorilor, stabilirea limitelor de variatie a parametrilor depunerii, caracterizarea filmelor depuse.

- depuneri de TiO2 prin spreiere cu piroliza (SPD): alegerea precursoilor, optimizarea conditiilor de depunere, analiza comparativa (cu CVD), caracterizarea filmelor depuse.

- depuneri de MoS2 prin SPD pentru celule solare solide: alegerea precursorilor, optimizarea depunerii, caracterizarea straturilor, testarea proprietatilor electrice.

- depuneri de CuSbS2 prin SPD pentru celule solide: alegerea precursorilor, optimizarea depunerii, caracterizarea straturilor, testarea proprietatilor electrice.

- Valorificarea rezultatelor cercetarii

3. Rezultate obtinute

Obtinerea de filme de TiO2 prin tehnica CVD

Echipamentul pe care s-a lucrat, aflat in dotarea laboratorului de straturi subtiri, functioneaza la presiune atmosferica. S-au realizat depuneri de tip MO-CVD, utilizand precursor organometalic.

Experimentele efectuate s-au efectuat in urmatoarele limite de variatie a parametrilor:

Precursor: tetraisopropoxid de titan, TTIP, (Aldrich, 97%)

Substrat: Sticla acoperita cu strat semiconductor de SnO dopat cu F (TCO 50)

Temperatura: 285 - 450^oC.

Debit de gaz purtator (azot): 9 - 89 L/h

Debit de aer (sursa de oxigen in reactie): 9 - 153 L/h

Timp de depunere: 30 - 90 min.

Rezultatele au aratat ca la temperaturile joase (control cinetic) depunerile sunt neomogene si foarte slabe pe substrat. La temperaturi de 450^oC (control termodinamic) s-au obtinut filme cu grosimi cuprinse intre 130185 nm de TiO2 (anatas) conform cu testele de difractie realizate:

Testele au evidentiat ca depunerile omogene, cu grosime controlata se obtin pentru:

debite de aer si gaz inert in reactor comparative si de cca. 10 ori mai mici fata de debitul azotului utilizat la antrenarea vaporilor.

temperatrui de lucru situate in apropierea tranzitiei de faza anatas-rutil (450^oC)

timp de lucru de 30 min. Timpi de depunere prea lungi duc la pierderea de material fara o crestere proportionala a grosimii stratului.

Depunerile prin CVD necesita aparatura adecvata, de obicei limitata dimensional ceea ce obliga la acoperiri pe suprafete mici. De aceea s-au continuat experimentele prin investigarea unei tehnici mult mai robuste si care permite acoperirea suprafetelor oricat de mari sau cu geometrie variabila - depunerea prin piroliza cu spreiere.

Obtinerea de filme de TiO2 prin tehnica SPD

Instalatia pe care s-a lucrat a fost dezvoltata in cursul derularii proiectului si cuprinde o plita termostata, dispozitivul de spreiere cu duza cu diametru calibrat, sursa de aer comprimat.

Pentru a putea obtine straturi micro si nanostructurate a fost necesara utilizarea de solutii de precursori. Astfel, s-au testat doua tipuri de precursori:

solutii apoase de TiCl4

solutii etanolice de TTIP.

Pentru reglarea morfologiei straturilor s-a utilizat un surfactant: Acetilacetonat, AcAc (99%+).

Depunerile s-au realizat pe sticla TCO si pe sticla cu film semiconductor de SnO:In2O3 (sticla ITO) la temperaturi de 300450^oC.

Un factor important in obtinerea si controlul morfologiei straturilor s-a dovedit succesiunea secventelor de spreiere. Secvente foarte dese au dus la structuri cu "pin holes", responsabile de shunt-uri si deci de scaderea dramatica a conductiei.

Rezultatele experimentelor au aratat ca se pot obtine:

straturi dense de TiO2 (Fig.2), pe TCO, daca se utilizeaza un raport volumic: TTIP: AcAc:Etanol = 1: 1,5: 22,5 la 350^oC, urmat de tratament termic la 450^oC timp de o ora.

straturi poroase de TiO2 (Fig. 3), pe TCO, daca se utilizeaza un raport volumic: TTIP: AcAc:Etanol = 1: 1,5: 22,5 la 450^oC, urmat de racire lenta pe plita

Fig. 2 Strat dens de TiO2	Fig. 3 Strat nanoporos de TiO2

Ca urmare, s-a putut concluziona ca tehnica SPD permite reglarea morfologiei straturilor de anatas depuse sub un control riguros al parametrilor de depunere. Intrucat acest tip de control este dificil de realizat in conditii de reproductibilitate, a aparut necesitatea proiectarii si dezvoltarii unei instalatii automate de spreiere cu piroliza pentru laborator. Aceasta necesitate s-a concretizat intr-un program de doctorat si intr-un grant de tip TD castigat de drd. Gloria Ramona Calin in anul 2004.

Comparativ, s-au realizat si depuneri cu tehnica doctor blade pentru anatas poros. Rezultatele obtinute au fost comparabile.

Straturile au fost analizate prin difractie de raze X (confromand compozitia de anatas si Ti8O15), spectroscopie Raman si fotoluminescenta aratand o concentratie de defecte de ordinul 10¹⁸, convenabila pentru fotoconductie.

Concentratia de defecte (in stratul dens, evaluata pe baza analizei Mot Schottky) este puternic influentata de tratamentul termic ulterior depunerii:

Tabel 1 Rezultatele analizei Mott-Schotky pentru stratul de TiO2 dens

Acest tip de analiza nu conduce la rezultate concludente pentru TiO2 poros datorita neomogenitatilor structurale.

Testele de fotoluminescenta (PL) efectuate pentru TiO2 poros au dat indicatii privind structura purtatorilor de sarcini (defecte) si au elucidat comportamentul substratului de TiO2 dupa tratamentul termic, atunci cand se inregistreaza o pasivare a vacantelor de oxigen concretizata prin largirea peakurilor din spectru.

Straturile de anatas depuse au dovedit proprietati fotoelectrice bune; ele s-au testat si pentru alte doua directii:

fotocatalizatori pentru descompunerea apei (program de doctorat lansat in 2003, contract TD, drd. Alexandru Enesca)

catalizatori in fotodegradarea poluantilor organici (program de doctorat lansat in 2004, drd. Luminita Andronic).

3.3. Obtinerea unei celule fotovoltaice solide utilizand numai tehnica SPD.

Pentru realizarea acestui deziderat s-au testat doi semiconductori de tip p, al caror nivel Fermi este convenabil pozitionat fata de cel al anatasului: MoS2 si CuSbS2.

3.3.1. Depunerea de filme nanostructurate de MoS2

Pentru obtinerea de MoS2, de tip p s-au testat urmatoarele:

Tabel 2 Conditii de optimizare a depunerilor de MoS2

Utilizarea amestecului de precursori, implicand si Na2S a fost singurul care a permis obtinerea de MoS2 la temperaturi care nu distrug structura anatasului (nu conduc la formarea de rutil).

In absenta tratamentului termo(chimic) compusii depusi au fost un amestec de oxizi de molibden si sulfura de molibden. De aceea, tratamentul termochimic, in atmosfera bogata in sulf, este absolut obligatoriu pentru obtinerea de straturi bogate in MoS2.

Celulele de tip 3D construite, au structura: TiO2 dens/TiO2 nanoporos/MoS2 nanoporos. Curbele curent potential au aratat ca nu exista raspuns ohmic nici la intuneric nici la lumina, confirmand comportamentul de dioda, dorit pentru celula fotovoltaica. Fotocurentul inregistrat a fost insa de valoare foarte mica, ceea ce a condus la o eficienta a conversiei fotovoltaice de sub 1%.

3.3.2. Depuneri de filme nanostructurate de CuSbS2

Depunerile pentru testele preliminare s-au realizat utilizand tehnica SPD in urmatoarele conditii:

a. Precursori:

acetat de stibiu , (CH₃COO)₃Sb, 99.99%, Aldrich)

clorura de cupru, (CuCl₂*2H₂O, E. Merck, Darmstadt)

tiouree (H₂NCSNH₂, 99%, Aldrich Chemical Company, Inc), utilizata atat ca agent de sulfurizare cat si ca agent de complexare.

b. Raport volumic al precursorilor:

CuCl₂*2H₂O: H₂NCSNH₂: (CH₃COO)₃Sb = 1:2.6:1.7 - 1:5.7:6.8

c. Temperatura de spreiere: 200 - 350^oC

Straturile depuse au fost testate prin difractie de raze X, confirmand formarea de CuSbS2. Morfologia straturilor a fost investigat prin microscopie electronica de baleaj (SEM).

Cercetarile, care beneficiaza de un grad de noutate ridicat, sunt inca in faza preliminara si fac obiectul unei teze de doctorat si al unui contract de tip TD (drd. Simona Manolache).

4. Valorificarea rezultatelor obtinute

4.1. Aspecte educationale

Proiectul a contribuit la formarea unei linii de training in domeniul sistemelor de energii regenerabile, alcatuita din:

introducerea, la nivelul studentilor din invatamantul de licenta, a unor module cum sunt: Sisteme de enrgii regenerabile (specializarea Fizica Chimie), Conversia Radiatiei Solare (specializarea Design Industrail);

lansarea a doua cursuri de master: "Design and Management of Renewable Energy Systems" (cu module de: Basic of Renewable Energy systems si Solar PV) si "Applied Chemistry in Environment and Industry" (cu module de: Basic of Renewable Energy Systems, Nanomaterials, Energy and Chemistry)

lansarea a 4 teme de doctorat: (1) Materiale nanostructurate pentru celule fotovoltaice solide, (2) Materiale nanostructurate anorganice pentru tehnologia hidrogenului, (3) Materiale nanostructurate pentru fotodegradarea poluantilor organici din ape, (4) Proiectarea unei instalatii automate pentru depunerea straturilor subtiri cu morfologie controlata.

Sintetizarea informatiei necesara pentru dezvoltarea de module in cadrul unui curs pentru formarea continua, "Renewable Energy Systems".

4.2. Programme de doctorat 

Aceste programe, bazate pe combinatii de tip celula fotoelectrochimica cu fotoanod de TiO2, au pronit de la datele initiale obtinute din actualul grant. Temele de doctorat sunt :

a. Materiale nanostructurate pentru celule solare ETA

b. Noi materiale nanostructurate pentru tehnologia hidrogenului

c. Materiale nanostructurate cu prorietati fotocatalitice utilizate in fotodegradarea poluantilor

d. Proiectarea unei instalatii automate, de laborator, pentru depunerea straturilor subtiri

4.3. Imbunatatirea infrstructurii de cercetare

Completarea aparaturii de caracterizare IV (celula de analiza pentru Autolab C1000)

Imbunatatirea retelei IT a Laboratorului de Straturi Subtiri

Imbunatatirea instalatiei de SPD

4.4. Publicatii si participari la conferinte

4.4.1. Instrumente de diesminare a informatiei stiintifice 

A. Duta, I. Visa, M. Nanu, Nanostructured TiO2 thin layers for Solid State Solar Cells, , Solar Energy and Materials for Solar Cells, 2005 (in press)

A. Duta, M. Nanu, ETA Solar Cells using MoS2 as visible light absorbent, 19^th European PV Conference, Paris, 2004 (in press)

A. Duta, M. Nanu, Characterisation of TiO2 layers for three dimensional solar cells, Eurosun 2004, Freiburg, 2004, Vol. 2, p. 737-742, ISBN 3-9809656 - 2 - 7

A. Duta, M. Nanu, MoS2 Thin layers Using Spray Pyrolysis Deposition, Bulletin of the "Transilvania" Univ. Vol 10(45), (ISSN 1223 - 964X), B2, 2004, pg.157-161

S. Manolache, M. Nanu, A. Duta, A. Goossens, TiO2 thin layers for ETA solar Cells, ISIEM Workshop, Eindhoven, 2004

I. Visa, A. Duta, Developing a Training Line on Renewable Energy Systems, EuroSun 2004, Freiburg, Vol. 3, p. 693 - 699, ISBN 3-9809656 -0-0

I. Visa, A. Duta, Engineering education on sustainable energy in the Transilvania University of Brasov, The 9^th International Conference MTM 2004, Acta Technica Napocensis (in press)

S.A. Manolache, M. Nanu, A. Duta, A. Goossens, J. Schoonman, Optimization on the deposition of cusbs₂ in solid state solar cells, Bramat 2005, CD ROM, ISBN 973-635-454-7

A. Duta, I. Visa, Nanostructured materials for renewable energy systems, simpozion romnetera, 2005

A. Enesca, A. Duta, J. Schoonman, Materiale nanostructurate pentru tehnologia hidrogenului, simpozion rom net era, 2005

S. Manolach, A. Duta, M. Nanu, A. Goossens, J. Schoonman, Nanomaterials for Solid State Solar Cells, Simpozion ROMNET ERA, 2005

L. Andronic, A. Duta, influence of the pH on the methyl orange photodegradation on nanostructured TiO_2, bramat, 2005, CD ROM, ISBN 973-635-454-7

G.R. Calin, I.Visa, A. Duta, An automatic spraying installation for nanostructured ceramics used in renewable energy sources applications, ISIEM, Eindhoven, 2004

4.4.2. Instrumente de diseminare a componentei de educatie privind sistemele bazate pe energii regenerabile

I. Visa, A. Duta, R. G. Calin, B.E. Fazakas, The Development of a database as part of an eLearning Tool on Renewable Energy Systems, The 9^th International Conference MTM 2004, Acta Technica Napocensis (in press)

I. Visa, A. Duta, Engineering education on sustainable energy in the Transilvania University of Brasov, The 9^th International Conference MTM 2004, Acta Technica Napocensis (in press)

I. Visa, A. Duta, E. B. Fazakas, G.R. Calin, Using an eLearning Tool in training engineers on Renewable Energy Systems, The 9^th International Conference MTM 2004, Acta Technica Napocensis (in press)

I. Visa, A. Duta, Developing a Training Line on Renewable Energy Systems, EuroSun 2004, Freiburg, Vol. 3, p. 693 - 699, ISBN 3-9809656 -0-0

I. Visa, A. Duta, The Brasov Centre for Sustainable Development, CNSNRE, Targoviste, 2004

A. Duta, I. Visa, The Solar House - Linking Education and Research, CNSNRE, Targoviste 2004

D. Perniu, A.Duta, I. Visa, M. Visa, Training line for sustainable development in the transilvania university of brasov, romania, conf. on environment, Chisnau, 2005(accepted for oral presentation)

A.Duta, I.Visa, Novel Solutions for Sustainable Energy Research in the Transilvania University of Brasov, Bramat 2005, CD ROM, ISBN 973-635-454-7

A. Duta, M. Sica, M. Nanu, TiO2 films for organic solar cells, Prasic 2002, vol 3, pg 124

M. Nanu, A. Duta, CVD and ALD Deposition for solar cells compounds, Bulletin of the "Transilvania" Univ. Vol 8 (43), (ISSN 1223 - 964X),      B2, 2002, pg.139-144

4.4.3. Monografii

S. Kaplanis, I. Visa, A. Duta, Sustainable Development, Renewable Energy Sources and Environment, Ed. Univ. Transilvaniei Brasov, 110 pag. ISBN 973-635-086-X

I. Visa, A. Duta, Renewable Energy Systems, in press

4.5. Alte rezultate

Contract cu firma Shell (2005 - 2008) pentru dezvoltarea de catalizatori nanostructurati

Concluzii

Conform cu descrierea succinta prezentata in acest Raport, colectivul de cercetare angrenat in realizarea acestui grant si-a atins toate obiectivele initial propuse. Intre realizarile notabile legate de propunerea intiala mentionam:

optimizarea procesului de depunere a TiO2 nanostructurat prin CVD

identificarea unei tehnici de depunere mai performante (calitativ si economic) pentru depunerea straturilor de TiO2, tehnica SPD

Optimizarea procesului de depunere a straturilor de TiO2 prin SPD

Evidentierea unui set de corelatii: conditii de depunere - morfologie de strat care permite controlul calitatii suprafetei filmelor de TiO2.

Suplimentar, fata de obiectivele initial propuse, in decursul derularii acestui grant s-au deschis noi directii de cercetare ale caror rezultate preliminare sunt prezentate in Raport:

Identificarea precursorilor si testarea conditiilor de depunere pentru doi semiconductori de tip p optimi pentru dezvoltrea de celule solare solide de tip 3D si/sau ETA;

Conceptia, proiectarea si realizarea unei instalatii de laborator automatizate pentru depuneri de straturi subtiri;

Identificarea si testarea posibilitatii utilizarii TiO2 intr-o celula fotoelectrochimica pentru fotoliza apei si producerea hidrogenului;

Identificarea si testarea posibilitatii utilizarii TiO2 ca si fotocatalizator de degradare a poluantilor organici din ape.

Valorificarea rezultatelor cercetarilor s-a realizat prin activitati de diseminare (publicatii, participari la conferinte internationale si nationale) si prin organizarea de activitati de instruire la nivelul studentilor anilor terminali, de la master si a grupurilor tinta angrenate in formarea continua.

In incheiere multumim CNCSIS pentru ca, finantand acest grant, a sprijinit activitatea unui colectiv angrenat intr-un domeniu prioritar la nivel national si european, domeniul dezvoltarii durabile, focalizat catre sistemele de energii regenerabile.