Las celdas solares (CSs) de tercera generación son dispositivos nanotecnológicos que convierten directamente la luz solar en electricidad y suponen el paradigma de la investigación en energías renovables de cuyo aprovechamiento dependerá el futuro energético del planeta. Recientemente, un ejemplo particular de CSs que contienen una perovskita de haluro organometálico como absorbedor de luz han centrado la atención de la comunidad científica debido, ante todo, a su alta eficiencia y bajo coste. Estas características las convierten en una alternativa prometedora a las celdas actuales (de Si y calcogenuros). Sin embargo, para que la realización final y comercial de las celdas de perovskita sea posible es necesario que alcancen una mayor estabilidad, durabilidad y reproducibilidad. Los avances más importantes alcanzados se han debido a la intensa investigación sobre los elementos que integran esta CS: conductor de electrones, perovskita y conductor de huecos. En concreto, este último elemento ha tenido una importancia crucial en su evolución tras la implementación de los conductores de huecos en estado sólido.

PlasmaCells persigue abordar por primera vez la síntesis de una nueva familia de conductores de huecos por técnicas de vacío y plasma. Estas metodologías son escalables industrialmente y presentan grandes ventajas con respecto a las metodologías en disolución (las más usadas), entre las que destacan: su alta versatilidad, control de composición y microestructura, bajo coste, que son respetuosas con el medio ambiente ya que no precisan disolventes, no producen emisiones contaminantes y son compatibles con la tecnología actual de semiconductores.

El objetivo principal de PlasmaCells es la integración de estos nuevos conductores de huecos procesados por plasma en CSs de perovskita. La importancia del proyecto se basa en resultados recientes obtenidos por el Investigador Principal (IP) que demuestran que la aproximación propuesta puede ser una de las vías más prometedoras para el aumento de la estabilidad, durabilidad y reproducibilidad de estas CSs, que actualmente suponen el cuello de botella que impide su industrialización. Cabe destacar que no existe en la bibliografía ningún ejemplo sobre esta aproximación sintética para el desarrollo de conductores de huecos. Se espera que esta oportunidad permita demostrar las ventajas y versatilidad de esta metodología innovadora en un campo de alto impacto, que se enmarca dentro de las áreas prioritarias RIS3 Andalucía y en el PAIDI 2020 de crecimiento sostenible, eficiencia energética y energías renovables.

The transition to organic electronics requires new devices on the nanometer scale composed only by organic materials, providing small, flexible, transparent and cheap devices. Among electronic devices, the spin valves have stood out for their rapid transfer from the experimental phase to the general public products, but a reliable organic spin valve nanometric device is yet to be developed.
The scientific objective of this project is to fill that gap. By using advanced, industrially scalable nanotechnology methods, we intend to produce a hybrid organic-inorganic and a fully organic spin valve in the form of a supported nanowire of ~200 nm width and several microns length, with a concentric spin valve stack. Three main fabrication techniques will be used: organic Physical Vapor Deposition (O-PVD), plasma-enhanced Chemical Vapour Deposition (PE-CVD) and remote plasma assisted vacuum deposition (RPAVD). Magnetoresistance measurements will be performed on single nanowires by conducting-probe atomic force microscopy (CP-AFM), and will give the definite measurement of quality of the samples produced
This project will be developed within the Nanotechnology on Surfaces research group (NanoOnSurf), at the Institute of Materials Science of Seville (CSIC – University of Seville), located in the multidisciplinary CicCartuja research centre (Seville, Spain). State-of-the-art synthesis and characterisation techniques developed in the host research group will be the key for the success of this proposal.
This project is directly related with Horizon 2020 Work Programme 2014-2015, chapter 5.i, action ICT 3 – 2014: Advanced Thin, Organic and Large Area Electronics (TOLAE) technologies, and thus is expected to have a strong impact in the future European electronic industry.

Financial source: Junta de Andalucía Code: P12-FQM-2265 (Proyecto de Excelencia)

Dielectric Barrier Discharge plasma for the developing of industrial process at atmospheric pressure (DBD-Tech) Research head: José Cotrino Bautista Period: 30-01-2014 / 29-01-2017 Research group: Francisco José García García, Jorge Gil Rostra, Richard M. Lambert, Manuel Macías Montero, Alberto Palmero Acebedo, Victor Rico Gavira

This research project aims first the study of different unknown basic aspects of the construction of the dielectric barrier discharge, better design conditions for: barrier electrodes, the design of the metallic electrodes and dielectrics and to know the best working conditions (size and operation frequency) for the plasma. One goal is to control the lateral functionalization of advanced materials and other objective, is the discovering of new plasma catalysis processes that can increase selectivity and the reduction of energy consumption by plasma chemical reactions in controlled industrial processes of high added value and/or impact. It is expected for both applications, a clear advance in optimization of the industrial process.