Rezultat  final proiect
Demonstrator  tehnologie  de laborator ( TRL 4) pentru matrici cu μCS asamblate pe substraturi flexibile și integrate cu micro-concentrator optic

Obiective  si etape  

• O1 /Etapa I –Proiect layout matrice pe baza de μSC pe  c-Si   si elemente microoptice.
• O2/ Etapa II-Procese tehnologice optimizate pentru fabricare matrici cu μSC ultra-subtiri pe c- Si.
• O3/ Etapa III –Tehnologie de laborator  ( TRL 4)  validata  pentru realizarea de matrici de μSC pe  c-Si   ultra-subtiri asamblate pe  substrat flexibil

 Diseminare  ( prevazuta)

• Website  proiect
• 3 lucrari trimise spre publicare in jurnale indexate,
• 5 lucrări prezentate la conferințe naționale sau internaționale;        
• 2 Cereri de brevet

---

 

Rezultate  O1 /Etapa I (Decembrie 2025) - Definirea arhitecturii matricilor cu μCS și a concentratorului bazat pe matrici de microelemente optice
             Definirea arhitecturii modelului experimental pentru modulul fotovoltaic flexibil integrat bazat pe matrice μSC ultra-subțiri cu concentratorul microoptic începe cu definirea grosimii stratului c-Si ultasubțire și a dimensiunilor geometrice al matricelor μSC potrivite pentru asamblare pe un substrat flexibil, cum ar fi sticlă flexibilă (FG) sau folie de poliimidă, pentru a obține panouri fotovoltaice flexibile (FPV). S-au efectuat simulările numerice folosind software-ul COMSOL Multiphysics, modulul Ray Optics, iar pe baza rezultatelor simulărilor, au fost proiectate layout-uri pentru matricea de μSC și elementele concentratorului optic.

• Simularea mecanică a micro-structurilor de celule solare

- Geometria și dimensiunile structurilor simulate: corpul celulei și cele două ancore laterale – Fig 1a
- Deformarea structurii de Si datorită stres-ului rezidual compresiv din stratul de SiO₂
(deformarea  este exagerată de 100 de ori)  - Fig 1b
- Detaliu asupra zonei cu tensiuni mecanice maxime (concentrator de stres)- Fig 1c.

Fig. 1

• Proiectarea sistemului microoptic de lentile cilindrice

- Design-ul sistemului de lentile. Dimensiunile sunt în microni – Fig. 2a.
- Simularea mersului razelor de lumină prin sistemul optic proiectat-Fig 2b
- Detaliu asupra distribuției intensității luminii în planul substratului, pentru diferite valori ale
parametrului dimensional t_lens-PDMS-Fig 2c

Fig. 2

            Designul măștilor ce conține structuri cu module de μSC  precum și a concentratorului bazat pe matrici de microelemente optice s-a făcut folosind software-ul CleWin, iar setul de măști de lucru s-a realizat utilizând echipamentul DWL 66fs Laser Lithography System, de la Heidelberg Instruments GMBH.

• Experimentare  tehnologice pe Si microstructurat (μs-Si) dezvoltate în acestă etapă au avut ca scop pricipal

obținerea de module cu µCS suspendate ancorate de substratul de Si <111> folosind masca de lucru M5 fabricată.  Stratul de Si superior este modelat folosind un proces fotolitografic cu Masca 5 (folosind fotorezistul pozitiv AZ4562 expus în lumina UV cu ajutorul echipamentului de aliniere MA6) pentru a proteja cu un rezist părțile care nu trebuie gravate și gravarea Si superior expus cu ioni reactivi (DRIE, PlasmaLab 100 produs de Oxford Instruments) cu un proces de tip Bosch, Fig.3 a,b,c,d.

Fig. 3 Imagine optică-detalii de pe o structură procesată fotolitografic:  a)-modul cu µCS, b)- ancora de prindere; imagimile SEM detaliu de gravura a Si <111> cu un proces de tip Bosch, c)- în spațiul dintre µCS și -d) modul cu µCS dupa corodare c-Si.

Obținerea de µCS individuale integrate în rețele suspendate, ancorate de substratul de Si <111> folosind corodarea anizotropă a Si <111> in solutia de TMAH.

Fig. 4 Imagini SEM: a) µCS individuale integrate în rețele suspendate, ancorate de substratul de Si <111>, b)  ancora de prindere a µCS -detaliu