Transparent photovoltaic windows integrated into buildings (Q3216939)
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Project Q3216939 in Spain
| Language | Label | Description | Also known as |
|---|---|---|---|
| English | Transparent photovoltaic windows integrated into buildings |
Project Q3216939 in Spain |
Statements
10,000.0 Euro
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20,000.0 Euro
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50.0 percent
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1 January 2019
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30 June 2019
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INSTITUTO DE CIENCIAS FOTONICAS
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41°17'9.96"N, 1°58'56.71"E
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08056
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La mayor parte del mercado fotovoltaico (FV) integrado en edificios se basa en módulos de silicio no transparentes instalados en tejados, dejando las fachadas de vidrio sin aprovechar. Del mismo modo, las aplicaciones descentralizadas y móviles como parabrisas y techos fotovoltaicos de un vehículo eléctrico están completamente inexploradas. Un mercado exitoso de ventanas FV requiere de una tecnología innovadora, logrando un producto con transparencia visible, neutralidad de color, alta eficiencia de conversión y bajo costo mediante un proceso de fabricación altamente efectivo (impresión/recubrimiento de superficies de formas múltiples)._x000D_ En INTREPID, proponemos una ventana generadora de energía basada en una película fotovoltaica orgánica de capa fina (OPV) que cumpla con las características deseadas del producto (eficiencia de conversión, transparencia, color) y con un proceso de fabricación viable a gran escala. Para lograrlo, se implementarán en una celda solar polímeros de última generación con una fuerte absorción del infrarrojo cercano y una alta transparencia visible, proyectando una eficiencia de conversión superior al 8%, una transmisión visible (según la percepción del ojo humano) mayor al 50% y una neutralidad de color no muy diferente del vidrio técnico utilizado en la construcción. La ingeniería del producto incluirá nuestra tecnología patentada, la cual confina la luz dentro de dos elementos fotónicos (una cavidad de doble resonancia - TRTC y un cristal fotónico-PC) y permite alcanzar un equilibrio óptimo entre absorción y transmisión._x000D_ Dada la sólida experiencia de nuestro grupo en fabricación de celdas solares orgánicas, nuestro objetivo es incrementar el nivel de madurez tecnológica (TRL) de un 2/3 a 5, pasando por la siguiente secuencia: (TRL 3) Confirmar de manera experimental el control fotónico utilizando polímeros de alto rendimiento recientemente diseñados; (TRL 4) Ajustar las propiedades ópticas y eléctricas de cada capa del dispositivo; (TRL 5) Validar los dispositivos de laboratorio en un entorno relevante, es decir, medir su estabilidad operativa y el potencial de generación de energía en condiciones reales (exteriores). Estas actividades se realizarán durante el período de 6 meses cubierto por la subvención, utilizando los protocolos de fabricación y el equipo de laboratorio existentes._x000D_ La explotación de la tecnología de INTREPID se realizará mediante la creación de una empresa spin-off que asegurará y gestionará los recursos financieros necesarios para la validación de un prototipo, el escalado del proceso de producción y la transferencia de un producto al mercado. El proceso de planificación y creación del negocio estará guiado por un mentor con 30 años de experiencia en la integración fotovoltaica en edificios y por el equipo de Transferencia de Conocimiento y Tecnología del ICFO, ambos con amplia experiencia en la incubación de negocios. Después de una fase CAPEX de 2 años para demostración y escalado, INTREPID entrará al mercado con un precio de venta de 700 €/m2 (comparable al precio de un vidrio técnico en el sector de la construcción) y una facturación de 350k€ durante el primer año de producción, creciendo de forma constante hasta una capacidad de 10,000 m2 hacia el final del quinto año y creando hasta 21 puestos de trabajo para personal calificado, gerentes e ingenieros._x000D_ El principal cliente de la tecnología de INTREPID será el sector de la construcción, donde las ventanas FV transparentes encontrarán una aplicación generalizada en fachadas de vidrio. Dado que los edificios representan hasta el 40% del consumo de electricidad en Europa, INTREPID estará en condiciones de liderar una transformación socioeconómica, dando lugar a un mercado completamente nuevo y generando un gran número de puestos de trabajo en múltiples niveles y sectores de negocio, re-potenciando el liderazgo europeo en tecnologías avanzadas. Nuestra tecnología también puede tener un alto impacto en el sector de la movilidad eléctrica, donde los parabrisas y techos solares no han sido aprovechados aún. En resumen, toda la sociedad en su conjunto se beneficiará de un suministro de electricidad abundante, no contaminante y de bajo costo, afrontando los desafíos energéticos y sociales de Europa y favoreciendo la aceptación social y asimilación de esta tecnología. (Spanish)
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Most of the building integrated photovoltaics (BIPV) market is based on non-transparent silicon modules installed on roofs, leaving glass façades unexploited. Likewise, decentralized and mobile applications like PV windshields in an electric vehicle are completely unexplored. A successful PV window market requires a breakthrough technology with visible transparency, color neutrality and high conversion efficiency, achieving a low cost product by high-throughput processing (printing/coating of multi-shaped surfaces)._x000D_ _x000D_ In INTREPID, we propose an energy-generating window based on thin film organic photovoltaics (OPV) that complies with the desired product characteristics (conversion efficiency, transparency, color) and with a viable large-scale manufacturing process. To achieve this, state-of-the-art polymers with strong near-infrared absorption and high visible transparency will be implemented into a solar cell, targeting a conversion efficiency above 8%, a visible transmission (as perceived by the human eye) greater than 50% and a color neutrality not very different from building technical glass. This will be engineered through our patented technology which confines light within two photonic elements (namely a Two-Resonance Tapping Cavity¿ TRTC, and a Photonic Crystal¿PC) and achieves an optimal absorption/transmission balance._x000D_ _x000D_ Given the solid know-how on solar cell fabrication at the Organic Nanostructured PV group, we are targeting a Technology Readiness Level (TRL) increase from 2/3 to 5, passing through the following sequence: (TRL 3) Confirming an experimental proof of concept using high performance materials that have become recently available; (TRL 4) Fine-tune the optical and electrical properties of each device layer; (TRL 5) Validate the laboratory devices in a relevant testing environment, i.e. measuring their operating stability and energy generation potential under outdoor conditions. These activities will be done during the 6-month period provided by the grant, utilizing existing fabrication protocols and laboratory equipment._x000D_ _x000D_ The exploitation of INTREPID technology will occur via the creation of a spin-off company which will secure and manage the financial resources needed for prototype qualification, up-scaling and transfer of a PV window product into the market. The business planning and creation process will be guided by a business mentor with 30 year¿s experience in PV building integration and by ICFO¿s Knowledge and Technology Transfer team, both with broad experience in the business incubation process. After a 2-year CAPEX phase for demonstration and upscaling, INTREPID will enter the market with a selling price of 700 €/m2 (comparable to technical glasses in the building sector) and a turnover of 350k€ during the first year of production, steadily growing to a capacity of 10,000 m2 by the end of year-5 and hiring up to 21 qualified personnel and managers/engineers. _x000D_ _x000D_ The main client of INTREPID's technology will be building construction companies where transparent PV windows find a widespread application in glass façades. Given that buildings represent as much as 40% of the electricity consumption in Europe, INTREPID will be in the position to lead a socioeconomic transformation, giving birth to a completely new market and generating a large number of jobs at multiple stakeholder levels, re-potentiating Europe¿s leadership in advanced technologies. Our technology can also impact the electric mobility sector, where PV windshields and sun-roofs are also unexplored. In summary, society as a whole will benefit from an abundant, non-pollutant and low-cost electricity supply, tackling Europe¿s energy and societal challenges and strengthening PV window technology in terms of social acceptance and assimilation. (English)
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La plupart du marché photovoltaïque intégré (FV) des bâtiments est basé sur des modules en silicium non transparents installés sur les toits, laissant les façades vitrées inexploitées. De même, les applications décentralisées et mobiles telles que les pare-brise et les toits photovoltaïques d’un véhicule électrique sont totalement inexplorées. Le succès du marché des fenêtres FV nécessite une technologie innovante, la réalisation d’un produit avec transparence visible, neutralité des couleurs, haute efficacité de conversion et faible coût grâce à un processus de fabrication très efficace (impression multiforme/revêtement de surface)._x000D_ Dans INTREPID, nous proposons une fenêtre de production d’énergie basée sur un film photovoltaïque organique à couche mince (OPV) qui répond aux caractéristiques souhaitées du produit (efficacité de conversion, transparence, couleur) et avec un processus de fabrication viable à grande échelle. Pour ce faire, des polymères de pointe seront déployés dans une cellule solaire à forte absorption proche infrarouge et à haute transparence visible, projetant une efficacité de conversion de plus de 8 %, une transmission visible (selon la perception de l’œil humain) supérieure à 50 % et une neutralité des couleurs peu différente du verre technique utilisé dans la construction. L’ingénierie du produit inclura notre technologie brevetée, qui confine la lumière à deux éléments photoniques (une cavité à double résonance — TRTC et un cristal photonique-PC) et permet d’atteindre un équilibre optimal entre absorption et transmission._x000D_ Compte tenu de l’expérience solide de notre groupe dans la fabrication de cellules solaires organiques, notre objectif est d’augmenter le niveau de maturité technologique (TRL) de 2/3 à 5, en passant par la séquence suivante: (TRL 3) Confirmer expérimentalement le contrôle photonique à l’aide de polymères à haute performance nouvellement conçus; (TRL 4) Ajuster les propriétés optiques et électriques de chaque couche du dispositif; (TRL 5) Valider les dispositifs de laboratoire dans un environnement pertinent, c’est-à-dire mesurer leur stabilité opérationnelle et leur potentiel de production d’électricité dans des conditions réelles (extérieures). Ces activités seront menées au cours de la période de 6 mois couverte par la subvention, en utilisant les protocoles de fabrication existants et les équipements de laboratoire._x000D_ L’exploitation de la technologie INTREPID se fera par la création d’une société dérivée qui assurera et gérera les ressources financières nécessaires à la validation d’un prototype, à l’échelle du processus de production et au transfert d’un produit sur le marché. Le processus de planification et de création d’entreprise sera guidé par un mentor avec 30 ans d’expérience dans l’intégration photovoltaïque dans les bâtiments et l’équipe de transfert de connaissances et de technologie ICFO, avec une vaste expérience en incubation d’entreprise. Après une phase CAPEX de deux ans pour la démonstration et la mise à l’échelle, INTREPID entrera sur le marché avec un prix de vente de 700 EUR/m² (comparable au prix d’un verre technique dans le secteur de la construction) et un chiffre d’affaires de 350kEUR au cours de la première année de production, augmentant régulièrement à une capacité de 10,000 m² vers la fin de la cinquième année et créant jusqu’à 21 emplois pour le personnel qualifié, les managers et les ingénieurs._x000D_Le principal client de la technologie INTREPID sera le secteur de la construction, où les fenêtres FV transparentes trouveront une application étendue dans les façades vitrées. Comme les bâtiments représentent jusqu’à 40 % de la consommation d’électricité en Europe, INTREPID sera en mesure de conduire une transformation socio-économique, conduisant à un marché entièrement nouveau et générant un grand nombre d’emplois à différents niveaux et secteurs d’activité, renforçant ainsi le leadership européen dans les technologies de pointe. Notre technologie peut également avoir un impact important sur le secteur de la mobilité électrique, où les pare-brise et les toitures solaires n’ont pas encore été exploitées. Bref, l’ensemble de la société dans son ensemble bénéficiera d’un approvisionnement en électricité abondant, propre et bon marché, répondant aux défis énergétiques et sociaux de l’Europe et favorisant l’acceptation et l’assimilation sociales de cette technologie. (French)
5 December 2021
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Der größte Teil des integrierten Photovoltaik-Marktes (FV) für Gebäude basiert auf nicht transparenten Siliziummodulen, die auf Dächern installiert sind, so dass die Glasfassaden ungenutzt bleiben. Ebenso sind dezentrale und mobile Anwendungen wie Windschutzscheiben und Photovoltaikdächer eines Elektrofahrzeugs völlig unerforscht. Ein erfolgreicher Markt für FV-Fenster erfordert innovative Technologien, um ein Produkt mit sichtbarer Transparenz, Farbneutralität, hoher Umwandlungseffizienz und niedrigen Kosten durch einen hochwirksamen Herstellungsprozess (Multiform-Druck/Oberflächenbeschichtung) zu erreichen._x000D_ In INTREPID schlagen wir ein Energieerzeugungsfenster vor, das auf einer dünnschichtigen organischen Fotovoltaikfolie (OPV) basiert, die den gewünschten Eigenschaften des Produkts entspricht (Konversionseffizienz, Transparenz, Farbe) und mit einem tragfähigen Fertigungsprozess in großem Maßstab. Dazu werden hochmoderne Polymere in einer Solarzelle mit starker Nah-Infrarot-Absorption und hoher sichtbarer Transparenz eingesetzt, die eine Umwandlungseffizienz von mehr als 8 %, eine sichtbare Übertragung (nach der Wahrnehmung des menschlichen Auges) über 50 % und eine Farbneutralität, die sich nicht sehr von dem im Bau verwendeten technischen Glas unterscheidet. Die Produkttechnik umfasst unsere patentierte Technologie, die das Licht in zwei photonischen Elementen (eine Doppelresonanzhöhle – TRTC und einen photonischen Kristall-PC) einschränkt und eine optimale Balance zwischen Absorption und Übertragung ermöglicht._x000D_ Angesichts der soliden Erfahrung unserer Gruppe in der organischen Solarzellenherstellung ist es unser Ziel, das technologische Reifeniveau (TRL) von 2/3 auf 5 zu erhöhen, indem wir die folgende Sequenz durchlaufen: (TRL 3) Experimentell die photonische Steuerung mit neu entwickelten Hochleistungspolymeren bestätigen; (TRL 4) Die optischen und elektrischen Eigenschaften jeder Schicht des Geräts anpassen; (TRL 5) Validierung von Laborgeräten in einer relevanten Umgebung, d. h. ihre Betriebsstabilität und ihr Potenzial zur Stromerzeugung unter realen (außerhalb) Bedingungen messen. Diese Tätigkeiten werden während des sechsmonatigen Zeitraums, für den der Zuschuss gilt, unter Verwendung bestehender Fertigungsprotokolle und Laborgeräte durchgeführt werden._x000D_ Die Nutzung der INTREPID-Technologie wird durch die Gründung eines Spin-off-Unternehmens durchgeführt, das die für die Validierung eines Prototyps erforderlichen finanziellen Ressourcen, den Umfang des Produktionsprozesses und die Übertragung eines Produkts auf den Markt sicherstellt und verwaltet. Der Prozess der Unternehmensplanung und -erstellung wird von einem Mentor mit 30 Jahren Erfahrung in der Photovoltaik-Integration in Gebäuden und dem ICFO-Team für Wissens- und Technologietransfer geleitet, beide mit umfangreicher Erfahrung in der Inkubation von Unternehmen. Nach einer 2-jährigen CAPEX-Phase für Demonstration und Skalierung wird INTREPID im ersten Produktionsjahr mit einem Verkaufspreis von 700 EUR/m² (im Vergleich zum Preis eines technischen Glases im Baugewerbe) und einem Umsatz von 350kEUR im ersten Produktionsjahr, stetig auf eine Kapazität von 10,000 m² gegen Ende des fünften Jahres und Schaffung von bis zu 21 Arbeitsplätzen für qualifizierte Mitarbeiter, Manager und Ingenieure._x000D_ Der Hauptkunde der INTREPID Technologie wird der Bausektor sein, wo transparente FV-Fenster eine weitverbreitete Anwendung in Glasfassaden finden. Da Gebäude bis zu 40 % des Stromverbrauchs in Europa ausmachen, wird INTREPID in der Lage sein, einen sozioökonomischen Wandel zu führen, der zu einem völlig neuen Markt führt und eine große Zahl von Arbeitsplätzen auf mehreren Ebenen und Unternehmensbereichen schafft, wodurch die Führungsrolle Europas im Bereich der fortgeschrittenen Technologien wieder gestärkt wird. Unsere Technologie kann auch einen hohen Einfluss auf die Elektromobilität haben, wo Windschutzscheiben und Solardächer noch nicht genutzt wurden. Kurz gesagt, die gesamte Gesellschaft wird von einer reichlichen, sauberen und kostengünstigen Stromversorgung profitieren, die die Energie- und sozialen Herausforderungen Europas angehen und die gesellschaftliche Akzeptanz und Assimilation dieser Technologie fördern wird. (German)
10 December 2021
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Castelldefels
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Identifiers
IU68-009692
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