Proiectul:

PN 2327 01 03. Materiale functionalizate avansate pentru tigle fotovoltaice pe baza de celule solare sensibilizate cu colorant- MATDSSC

Obiectivul proiectului:

Obiectivul principal al proiectului este dezvoltarea si validarea in laborator (TRL4) a unor materiale avansate pentru tigle fotovoltaice pe baza de celule solare sensibilizate cu colorant (DSSC), functionalizate pentru aplicatii outdoor si indoor, in special pentru Agricultura 4.0 si ‘’smart city’’

Rezultate preconizate:

Materialelor inovative pentru tigle fotovoltaice pe baza de DSSCs functionalizate pentru utilizarea inteligentă a aceluiași spațiu pentru nevoi și funcții diferite, outdoor si indoor (produse si tehnologii).

Un nou concept, o celula solara DSSC de tip UV-IR tandem functionalizata pentru implementarea in sisteme agrivoltaice (solutie, tehnologie, produs).

Prototipuri de tigle fotovoltaice pentru aplicatii outdoor si indoor validate in laborator (TRL4) (solutie, tehnologie, produs).

Responsabil proiect: CS I Dr. Marinela Miclau, marinela.miclau@gmail.com

Faza 1/2023. Materiale functionalizate pentru fotoelectrodul activ al tiglelor fotovoltaice pe baza de celulele solare sensibilizate cu colorant cu absorbtie in UV, Vis si IR pentru aplicatii outdoor

Obiectivul fazei:

Obiectivul fazei este dezvoltarea si validarea in laborator a unor materiale functionalizate pentru fotoelectrodul activ al tiglelor fotovoltaice pe baza de celulele solare sensibilizate cu colorant pentru aplicatii outdoor.

Rezultate:

1. Fotoanozi cu un singur strat multifunctional pe baza de TiO₂ și Ag cu eficienta mare si functionalizati pentru aplicatii outdoor;

2. DSSC-uri de tip n bazate pe fotoanozi functionalizati;

3. Baza de date experimentală pentru DSSC de tip n testate in conditii outdoor.

Faza 2/2023. Materiale functionalizate pentru fotoelectrodul activ al tiglelor fotovoltaice pe baza de celulele solare sensibilizate cu colorant cu absorbtie in UV, Vis si IR pentru aplicatii indoor

Obiectivul fazei:

Obiectivul fazei este dezvoltarea si validarea in laborator a unor materiale functionalizate pentru fotoelectrodul activ al tiglelor fotovoltaice pe baza de celulele solare sensibilizate cu colorant pentru aplicatii indoor.

Rezultate:

1. Fotoanozi cu un singur strat multifunctional pe baza de TiO₂ și Ag cu eficienta mare si functionalizati pentru aplicatii indoor;

Imagini ale soluțiilor ce contin nanoparticule plasmonice de Ag si fotoanozii pe bază de TiO₂_Ag obtinuți și sensibilizați folosind coloranții (a) N719, (b) DN-F01 si (c) DN-F12

2. DSSC-uri de tip n bazate pe fotoanozi functionalizati;

3. Baza de date experimentală pentru DSSC de tip n testate in conditii outdoor.

Faza 3/2024. Materiale functionalizate pentru contraelectrodul tiglelor fotovoltaice pe baza de DSSCs cu configuratia standard pentru aplicatii outdoor si indoor.

Obiectivul fazei:

Obiectivul fazei este dezvoltarea de materiale functionalizate pentru contraelectrodul tiglelor fotovoltaice pe baza de DSSCs cu configuratia standard pentru aplicatii outdoor si indoor.

Rezultate:

1. Materiale functionalizate pentru contralectrozi non-porosipentru aplicatii outdoor si indoor.

2. Materiale functionalizate pentru contralectrozi porosi pentru aplicatii outdoor si indoor.

Realizarea unui stand experimentaldepunere PEDOT pe substrat de FTO.

Contraelectrozi porosi pe baza de PEDOT (1-4) si GO/PEDOT (5-8) obtinuti prin electro depunere.

3. DSSC - uri de tip n pe bază de coloranți sintetici UV, VIS și IR.

4. Baza de date bazată pe datele de intrare experimentale pentru DSSC -uri de tip n cu contralectrozi non -porosi si porosi testate in conditii outdoor si indoor.

Faza 4/2024. Materiale functionalizate pentru contraelectrodul tiglelor fotovoltaice pe baza de DSSCs cu o configuratie noua de tip UV -IR tandem DSSC pentru aplicatii outdoor

Obiectivul fazei:

Obiectivul fazei este dezvoltarea de contraelectrozi non -porosi si porosi cu ambele fete functionalizate ale substratului FTO pentru aplicatii outdoor si integrarea lor in DSSC -uri de tip UV -IR tandem pe bază de coloranți sintetici UV și IR.

Rezultate:

1. Contralectrozi non -porosicu ambele fete functionalizate ale substratului FTO

Contralectrozi porosi cu ambele fete functionalizate ale substratului FTO.

2. DSSC-uri de tip tandem paralel cu contraelectrod non-poros si poros cu ambele fete functionalizate ale substratului FTO

DSSC-uri de tip tandem paralel pe baza de CE non-poros cu ambele fete functionalizate ale substratului FTO

DSSC-uri de tip tandem paralel pe baza de CE poros cu ambele fete functionalizate ale substratului FTO

3. Contralectrozi porosi de tip PEDOT/GO cu ambele fete functionalizate ale substratului FTO.

4. DSSC-uri de tip tandem paralel cu contraelectrod poros de tip PEDOT/GO cu ambele fete functionalizate ale substratului FTO

DSSC-uri de tip tandem paralel pe baza de CE poros de tip PEDOT/GO cu ambele fete functionalizate ale substratului FTO

DSSC de tip tandem sensibilizat cu coloranti sintetici

DSSC de tip tandem sensibilizat cu coloranti naturali

Faza 5/2025. Materiale functionalizate pentru electrolitul tiglelor fotovoltaice pe baza de celulele solare sensibilizate cu colorant pentru aplicatii outdoor si indoor

Obiectivul fazei:

Obiectivul fazei este dezvoltarea de electrolitilichizi si quasi - solizi pentru aplicatii outdoor si indoor si integrarea lo rin DSSC -uri de tip UV -IR tandem pe bază de coloranți sintetici UV și IR.

Rezultate:

1. Electroliti lichizi si quasi – solizi pe baza de redox I^-/I₃^-, Cu⁺/Cu²⁺ si Co^2+/Co³⁺, caracterizati de diferite concentratii si vascozitati.

2. Proiectarea, realizarea si validare a contraelectrozi dubli obtinuti prin conceptul RRR Reducere, Reutilizare și Reciclare a substratului conductiv FTO.

3. Tehnologie de depunere a FTO pesticlaprinmetoda spray-piroliza

4. DSSC -uri de tip UV -IR tandem paralel pe baza de electroliti lichizi si quasi – solizi.

Articole ISI:

Szilard Bularka, Melinda Vajda, Elisei Ilieș, Radu Ricman, Magdalena Marinca, Marinela Miclau, Aurel Gontean, Daniel Ursu, Photovoltaic tiles for the wavelength-selective greenhouse: Exploring yellow and green dye-sensitized solar cells in outdoor conditions, Applied Sciences (Q2, IF= 2.7) 2024, 14, 1957.

Daniel Ursu, Cristian Casut, Daiana Albulescu, Melinda Vajda, Cristina Mosoarca, Marinela Miclau, Enhanced Indoor Conversion Efficiency of Dye-Sensitized Solar Cells by Optimizing Ball-Milling Process of TiO₂ Paste, Coatings (Q2, IF=3.4), 2024, 14, 283.

Melinda Vajda, Marinela Miclau, Cristian Casut, Radu Banica, Bogdan Taranu, Ursu Daniel, Poly (3, 4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) decorated with graphene oxide as sustainable Pt-free counter electrode for indoor dye-sensitized solar cell,acceptat laSurfaces and Interfaces (Q1, IF=6.3)2025,107191,https://doi.org/10.1016/j.surfin.2025.107191

Cereri de brevet:

Ursu Daniel, Melinda Vajda, Marinela Miclau, Cristian Casut, , Radu Banica, Bogdan Taranu- Contraelectrozi sustenabili pe baza de PEDOT decorat cu oxid de grafena pentru celule solare sensibilizate cu colorant folosind lumina artificiala, Inregistrat OSIM, nr. A/00262 din 24.06.2025.

Premii

Medalie de aur - Marinela Miclau, Melinda Vajda, Daniel Ursu, Enhanced indoor conversion efficiency of dye-sensitized solar cells by optimizing ball-milling process of TiO₂ paste, International Exhibition INVENTCOR, 5th edition, 04-06 April 2024.

Premiul 3 al juriului, doctorand Albulescu Daiana, posterul cu titlul Study of solar cells sensitized with natural chlorophyll dye using MgCO₃, dioxane and water, la categoria Materiale pentru energie, 6^th International Conference Emerging Technologies in Materials Engineering 9-10 November 2023 - Bucharest, Romania (EmergeMAT 2023).

Premiul la International Exhibition INVENTCOR 2025 - 3-5 April, Deva - ROMANIA

Conferinte

29^th International Symposium on Analytical and Environmental Problems, Szeged 2023 - Enhanced electrical properties of ceramics through oxygen-enriched hydrothermal synthesis; Cășuț Cristian, Marinela Miclău, Catalin N. Marin, Ursu Daniel, Raul Bucur.

Emergemat 6^th INTERNATIONAL CONFERENCE EMERGING TECHNOLOGIES IN MATERIALS ENGINEERING 9-10 November 2023, Bucharest, ROMANIA - Reconsidering polymorphism as a functional property: hydrothermal synthesis of biphasic BiFeO₃ ceramics - Cășuț Cristian, Marinela Miclău, Catalin N. Marin, Ursu Daniel.

Emergemat 6^th INTERNATIONAL CONFERENCE EMERGING TECHNOLOGIES IN MATERIALS ENGINEERING 9-10 November 2023, Bucharest, ROMANIA - Study of solar cells sensitized with natural chlorophyll dye using MgCO₃, dioxane and water, Albulescu Daiana, Miclău Marinela, Ursu Daniel, Vajda Melinda, Niţu Sabina , Rusnac Lucian.

Emergemat 6^th INTERNATIONAL CONFERENCE EMERGING TECHNOLOGIES IN MATERIALS ENGINEERING 9-10 November 2023, Bucharest, ROMANIA Investigating the potential of the near-infrared dye-sensitized solar cells and their thermal behavior, Melinda Vajda, Daniel Ursu, Daiana Albulescu, Anamaria Dabici, Cristian Cășuț, Marinela Miclau.

International Exhibition INVENTCOR, 5^th edition, 04-06 April 2024, Enhanced indoor conversion efficiency of dye-sensitized solar cells by optimizing ball-milling process of TiO₂ paste, Marinela Miclau, Melinda Vajda, Daniel Ursu.

TIM 24 Physics Conference May 30^th – June 1^st 2024, Timisoara, Romania, Exploring integration of yellow and green dye-sensitized solar cells in photovoltaic tiles for the wavelength-selective greenhouse, Szilard Bularka, Melinda Vajda, Elisei Ilies, Radu Ricman, Magdalena Marinca, Marinela Miclau, Aurel Gontean, Daniel Ursu, Cristian Casut.

TIM 25 Physics Conference 29-31 May 2025, Timisoara, Romania, Improving Dye-Solar Cell Efficiency via TiO₂ Paste Ball-Milling,Daniel Ursu, Melinda Vajda, Cristina Mosoarca, Marinela Miclau, Cristian Casut.