1. Presentazione della Rete
Plastic tecHnologiesfor the realizationof Organicsolar
cells and high EfficiencyBrightand Uniform Sources:
PHOEBUS
Coordinatore scientifico
Giuseppe Gigli, CNR-Nano Lecce

2. Le unità di ricerca e il personale coinvolto
Unità di ricerca Personale
NNL-CNR Nano Lecce (Laboratorio
Nazionale di Nanotecnologie)
Prof. Giuseppe Gigli (responsabile scientifico)
Dott. Marco Mazzeo (RIC)
Dott. Aurora Rizzo (RIC)
Dott. Giuseppe Ciccarella (RIC)
DICATECh Bari (Dipartimento di
Ingegneria Civile, Ambientale, del Territorio,
edile e di Chimica)
Prof. Piero Mastrorilli (responsabile scientifico)
Prof. Gian Paolo Suranna (PO)
Dott. Giuseppe Romanazzi (RIC)
Dott. Roberto Grisorio (assegnista di ricerca)
CNR-ICCOM Bari (Istituto di Chimica
dei Composti Organometallici)
Dott. Antonio Cardone (responsabile scientifico)
Dott. Cosimo Cardellicchio (RIC)
Dott. Stefania Cicco (RIC)
Dott. Omar Hassan Omar (RIC)
Dott. Carmela Martinelli

3. Obiettivo della Rete: mettere in campo le expertises dei tre laboratori
di chimica e nanofabbricazione molecolare per fabbricare una nuova
generazione di dispositivi organici per applicazioni nel fotovoltaico e
nell’illuminazione . Realizzazione di joint lab per sviluppo
precompetitivo, addestramento di personale, coinvolgimento di
partners industriali nazionali e internazionali,
Settori di impatto: Illuminazione, fotovoltaico, architettura, chimica e
fisica di base (sintesi di nuovi composti organici, interazione luce
materia in diversi gradi di accoppiamento).

4. Domanda di innovazione del
sistema produttivo
• Innovazione del settore
illuminazione e fotovoltaico di
terza generazione compatibile
con l’integrazione in facciate
di vetro
Offerta tecnologica della Rete
NNL-CNR NANO LECCE
• La rete PHOEBUS mette a disposizione del
tessuto produttivo un know-how in
fabbricazione e caratterizzazione di
Dispositivi OLED e celle solari di terza
generazione oltre che un parco
strumentazioni mirato alla
• Analisi ottica dei materiali in dispositivi
• Analisi elettro-ottica di dispositivi
elettroluminescenti
• Analisi elettro-ottica di dispositivi celle
solari
• Evaporatori di ultima generazione per la
fabbricazione di dispositivi OLED e
strutture fotoniche e ad eterostruttura
organica
• TEM, FIB, EBL, Cleanroom, laboratori di
spettroscopia avanzata

5. Domanda di innovazione del
sistema produttivo
• Innovazione del settore
illuminazione e fotovoltaico
con dispositivi a basso costo
ed alta efficienza
Offerta tecnologica della Rete
DICATECh
• La rete PHOEBUS mette a disposizione del
tessuto produttivo un know-how in sintesi
e caratterizzazione di materiali innovativi
oltre che un parco strumentazioni mirato
alla
• Analisi ottica dei materiali
• Analisi elementare
• Comportamento elettrochimico

6. Domanda di innovazione del
sistema produttivo
• Innovazione del settore
illuminazione e fotovoltaico
con dispositivi a basso costo
ed alta efficienza
Offerta tecnologica della Rete
ICCOM
• La rete PHOEBUS mette a disposizione del
tessuto produttivo un know-how in sintesi
e caratterizzazione di materiali innovativi
oltre che un parco strumentazioni mirato
alla completa caratterizzazione chimico-
strutturale dei materiali sintetizzati ed alla
caratterizzazione ottica di base:
• Analisi ottica dei materiali (UV-Vis,
Fluorescenza)
• Analisi elementare
• Analisi spettroscopica NMR, Analisi con
spettrometria di Massa, Analisi MALDI-TOF

7. Le attività svolte al 31/12/2013
Attività/progetto/servizio 1.
Risultati raggiunti: OLED ad emissione bianca da 40lm/W, 25000cd/m2, 200h, CRI> 90,
25cm2
Ricadute industriali • Possibile implementazione in strutture di vario tipo
per l’illuminazione di ambienti e per la segnaletica
Altri risultati Realizzazione di dispositivi flessibili
Imprese coinvolte Tipo di contatto Frequenza di contatto
Aziende chimiche per
l’acquisizione di materiali
organici commerciali (i.e
Sigma Aldrich)
Materiali per il doping,
materiali per lo strato attivo
semestrale

8. Le attività svolte al 31/12/2013
Attività/progetto/servizio 2.
Risultati raggiunti: Celle solari DSSC
Ricadute industriali • Possibile implementazione in strutture di vario tipo
come finestre intelligenti
Altri risultati Relizzazione di celle solari test con materiali innovativi
sintetizzati nell ambito della rete Phoebus
Imprese coinvolte Tipo di contatto Frequenza di contatto
Daunia Solar Cells Celle solari DSSC per
finestre intelligenti
Mensile
Dyesol Materiali per DSSC Semestrale

9. Attività programmate
Sono previste delle attività in collaborazione con i ricercatori della
rete che prevedono la sintesi di nuovi dyes organici ad elevata
efficienza
Fabbricazione di celle solari semitrasparenti con caratteristiche
cromatiche/estetiche modulabili
Sintesi e caratterizzazione chimico-strutturale di nuovi materiali per
OLED
La realizzazione di nuove strutture fotoniche e dispositivi

10. Prototipi realizzati

11. Sviluppo di OLED Bianchi trasparenti per
finestre intelligenti

13. Attrattiva degli WOLEDs
Alte efficienze
Flessiblità e Larga
area
Basso costo di produzione
Elevati CRI

14.  Basse efficienze comparate ai tubi a fluorescenza
 Non facili da realizzare su supporti flessibili
 Costi elevati
Focus dei problemi
A causa dell’anodo,
l’ITO, un materiale
fragile e costoso
Perchè?

15. • Anodo sostituito da un layer metallico
microcavità metallica
• Microcavità metalliche: differenti modi
risonanti
• Tuning ottico attraverso modulazione degli
spessori
L’ IDEA: OLED a cavità multipla

16. Elevati CRI ed efficienze con le cavità
multiple

17. Photoelectrochemical devices for solar energy
conversion and shielding
0.5 mm

18. Photoelectrochemical devices for solar energy
conversion and shielding
EFFICIENCY
RECORD
10.3%

19. DSSC FEATURES
 Better than other PV technologies in haze, overcast
conditions, shading and indirect light situations
 Modest capital required to establish manufacturing
 Semi-transparent PV
 Possibility for various colors  aesthetic appeal
 Flexibility suits new product development
 Bifacial feature of transparent DSSC

20. SHAPETAILOREDNANOXIDEs

21. PHOTOVOLTACHROMIC DEVICES
towards smart multifunctional windows

22. Implementazione di componenti edili avanzati integrabili quale
chiusure verticali ovvero orizzontali di tipo trasparenti,
parzialmente trasparenti od opache, con funzioni di:
1. Produzione di energia mediante celle DSSC il cui utilizzo è
funzionale ad una “integrazione architettonica totale” (non
vincolato all’esposizione dei pannelli con inclinazione di 30°ca)
2. Schermatura solare mediante sistemi foto/elettro-cromici a
carattere responsivo
3. Illuminazione di interni autoalimentata. La produzione di energia
luminosa avverrebbe mediante dispositivi OLED alimentati a bassa
tensione (<10V) per mezzo di specifici accumulatori integrati nella
vetrata.
Cannavale et al. En. & Env. Sci. 2011

23. Grandi gruppi industriali:
ST MICROELECTRONICS
 Dispositivi fotonici basati su materiali
organici
 Sensoristica di controllo
TOZZI RENEWABLE ENERGY
 Moduli fotovoltaici con tecnologia DSSC
RAPPORTI CON IL MONDO PRODUTTIVO
PARTNERS
Start-up:
Mediteknology
Sintesi composti
molecolari fluorescenti
Synchimia
Sintesi sensibilizzatori
organici per DSSC
Daunia Solar Cell
Sintesi nano-ossidi di
titanio
Sviluppo gel-elettrolitici

24. Synthesis and Characterization of
Single White Emitting Polymer
MEH-PPDFV
400 500 600 700 800
Wavelength / nm
norm.emissionintensity/arb.u.
Cop1:TPD
MEH-PPV
MEH-PPDFV
CP1

25. Prodotti della ricerca:
Pubblicazioni

26. Prodotti della ricerca: Pubblicazioni (
2010
1) R. Grisorio, G.P. Suranna, P. Mastrorilli: Chain-Growth Versus Step-Growth Mechanisms for the Suzuki–
Heck Polymerisation of Fluorenyldibromides with Potassium Vinyl Trifluoroborate, Chemistry – A
European Journal Volume 16 (2010) 8054–8061.
2) S. Colella, M. Mazzeo, R. Grisorio, E. Fabiano, G. Melcarne, S. Carallo, M. D. Angione, L. Torsi, G. P. Suranna,
F. della Sala, P. Mastrorilli, G. Gigli Monodispersed molecular donors for bulk hetero-junction solar cells:
from molecular properties to device performances Chemical Communications, 46 (2010) 6273-6275.

27. Prodotti della ricerca: Pubblicazioni (
2010
3) R. Grisorio, G. Melcarne, G.P. Suranna, P. Mastrorilli, C. F. Nobile, P. Cosma, P. Fini, S. Colella, E. Fabiano, M.
Piacenza, F. Della Sala, G. Ciccarella, M. Mazzeo, G. Gigli
“First disubstituted dibenzothiophene-5,5-dioxide monodispersed molecular materials for efficient blue-
electroluminescence”
Journal of Materials Chemistry 20 (2010) 1012 -1018

28. Prodotti della ricerca: Pubblicazioni (
2011
1) R. Grisorio, P. Mastrorilli,G.P. Suranna, P. Cosma, L. De Marco, M. Manca, G. Gigli The Suzuki–Heck
Polymerization as a Tool for the Straightforward Obtainment of Poly(fluorenylene-vinylene) Sensitizers
for Dye-Sensitized Solar Cells Journal of Polymer Science: Part A: Polymer Chemistry, Vol. 49, 842–847
(2011)
2) S. Colella, G. Melcarne, M. Mazzeo, G. Gigli, R. Grisorio, G.P. Suranna, P. Mastrorilli
Synthesis, characterization and photovoltaic properties of random poly(arylene-vinylene)s containing
benzothiadiazole Polymer 52 (2011) 2740-2748.

29. Prodotti della ricerca: Pubblicazioni (
2011
1) Cannavale A., Manca M, Malara F., De Marco L., Cingolani R. and Gigli G. “Highly efficient smart
photovoltachromic devices with tailored electrolyte composition”. EN. & ENV. SCI., (2011) 4, 2567-2574

30. Prodotti della ricerca: Pubblicazioni (
2012
1) Roberto Grisorio, Giovanni Allegretta, Giuseppe Romanazzi, Gian Paolo Suranna, Piero Mastrorilli, Marco
Mazzeo, Miriam Cezza, Sonia Carallo, Giuseppe Gigli An Insight into the Potential of Random
Poly(heteroarylene–vinylene)s as Donor Materials in Bulk Heterojunction Solar Cells
MACROMOLECULES, vol. 45, p. 6396-6404,
2) Roberto Grisorio, Giovanni Allegretta, Gian Paolo Suranna, Piero Mastrorilli, Anna Loiudice, Aurora Rizzo,
Marco Mazzeo, Giuseppe Gigli (2012). Monodispersed vs. polydispersed systems for bulk heterojunction solar
cells: the case of dithienopyrrole/anthracene based materials.
Journal of Materials Chemistry, vol. 22, p. 19752-19760.

31. Prodotti della ricerca: Pubblicazioni (
2013
1) Roberto Grisorio, Luisa De Marco, Giovanni Allegretta, Roberto Giannuzzi, Gian Paolo Suranna, Michele
Manca, Piero Mastrorilli, Giuseppe Gigli (2013). Anchoring stability and photovoltaic properties of new D(-
π-A)2 dyes for dye-sensitized solar cell applications. DYES AND PIGMENTS, vol. 98, p. 221-231
2) Carmela Martinelli, Umberto Giovanella, Antonio Cardone, Silvia Destri, Gianluca M. Farinola. Single
White Light Emitting Copolymer based on the phenylenevinylene conjugated skeleton. Journal Polymer
Science Part A: Polymer Chemistry.
3) M. Mazzeo, F. Mariano, A. genco, S. Carallo and G. Gigli. High Efficiency ITO-free flexible white organic
light emitting diodes based on multi-cavity technology (2013), Organic Electronics, Vol. 14, Issue 11,
Pg. 2840, 2013

32. Imponibile IVA Totale
Quadro economico 2.600.000,00 520.000,00 3.120.000,00
A-17 Glove box Jacomex
Stralciata Stralciata Stralciata
1197
06/03/09
A-21 SIMS Olympus
55.771,00 11.154,20 66.925,20
6993
21/09/09
A-22 Telecam
Olympus
7.984,19 1.596,84 9.581,03 6993
21/09/09
A-23 micro
Olympus
17.249,82 3.449,96 20.699,78
3601 20/05/09
A-24 AFM
Veeco
250.000,00 50.000,00 300.000,00
8388 02/11/09
A-4 Spin coater
Laurell Technologies 3.435,33 687,07 4.122,40
365
28/06/10
A-2 Studi elet.chim
Metrohm Italianasrl (importomodificato) 17.000,00 3.400,00 20.400,00
729
11/11/10
A-3 Spettrofot.
Jasco Europe srl (importo modificato) 41.000,00 8.200,00 49.200,00
731
11/11/10
A-6 Consolle
Bruker 120.000,00 24.000,00 144.000,00
511
19/07/10
TOTALE Primo rendiconto 512.440,34 102.488,07 614.928,41
A-7 fab DSSC DyeSol Italia 86.950,00 17.390,00 104.340,00 222 07/03/2011
A-11 caratt OLED
LaserOptronicS.p.A. 37.900,00 7.580,00 45.480,00 1212 16/11/2010
A-14 Profilometro 2M StrumentiS.r.l. 30.000,00 6.000,00 36.000,00 1366 11/01/2011
A 16 Reometro ItalscientificaS.p.A. 34.800,00 6.960,00 41.760,00 1449 14/12/2010
A 9 Porosimetro BET Alfa Test 28.950,00 5.790,00 34.740,00 1450 14/12/2010
A 13 Linea car. DSSC LaserOptronicS.p.A. 88.900,00 17.780,00 106.680,00 1448 14/12/2010
A 12 GalvanostatoEIS Metrohm Italianasrl 24.900,00 4.980,00 29.880,00 1365 11/01/2011
TOTALE Secondo rendiconto 332.400,00 66.480,00 398.880,00
A-8 ellissometro Lot Oriel 94.900,00 18.980,00 113.880,00 1400 21/07/2011
A-5 Flash cromat. Biotage 17.250,00 3.450,00 20.700,00 482 12/07/2011
A-19 FIB Assing 757.000,00 158.970,00 915.970,00 2301 30/11/2011
A-1 Analizzatore Eurovector 26.800,00 5.360,00 32.160,00 191 29/03/2011
A-18 Mask Heidelberg 46.980,00 9.396,00 56.376,00 338 16/03/2011
A-18 Mask Heidelberg 187.920,00 39.463,20 227.383,20 2445 16/03/2011
A-15 Camera light s. DyeSol Italia 14.800,50 3.108,10 17.908,60 2399 07/12/2011
A-10 NMR x solidi Bruker 156.900,00 31.380,00 188.280,00 2070 26/10/2011
A-20 mezzi attivi
Olympus
173.444,95 34.688,99 208.133,94
2302 30/11/11
A-20 mezzi attivi
Olympus
236.455,05 47.291,01 283.746,06
2446 12/12/11
TOTALE Terzo rendiconto 1.712.450,50 352.087,30 2.064.537,80
TOTALE da Rendicontare
2.557.290,84 521.055,37 3.078.346,21
Economie 42.709,16 -1.055,37 41.653,79

33. Macchine acquistate

34. Sistema di
caratterizzazione OLED
e sfera integratrice
Ellissometro per misure di
trasmittanze e costanti ottiche
dei layers organici e metallici per
OLED

35. Sistema a risonanza magnetica a stato
solido per analisi di composti organici

36. Microscopio confocale per acquisizioni di immagini di
strutture fluorescenti organiche e inorganiche in stato
solido

42. CONSOLLE FT-NMR
AVANCETM 500
Aggiornamento Spettrometro NMR Bruker AM500

43. analizzatore elementare CHNS
(Apparecchiatura 1) strumentazione per studi elettrochimici
su semiconduttori organici”
(Apparecchiatura 2)
spettrofotometro UV-VIS NIR a
doppio raggio (Apparecchiatura 3)
spettrofotometro FTIR (Apparecchiatura 3,
acquisita in unico lotto con lo
spettrofotometro UV-Vis) Sistema per cromatografia
flash preparativa
(Apparecchiatura 5)
Spin coater (apparecchiatura 4)