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Sustainable Materials for development of Advanced Renewable Technologies for the next generation solar CELLs

Description du projet

Une nouvelle technologie de cellules solaires à faible coût

L’énergie solaire photovoltaïque (PV) est considérée comme une solution évolutive et technologiquement mature pour la production d’électricité renouvelable. Toutefois, pour réduire davantage le coût du système, des modules légers, durables et flexibles devront être conçus, avec une efficacité améliorée. Le projet SMARTCELL, financé par l’UE, développera des cellules solaires ultra-minces basées sur le phosphure de zinc (Zn3P2), un semi-conducteur à bande interdite directe, abondant sur terre et peu coûteux. Le projet mettra en œuvre des solutions technologiques innovantes basées sur des méthodes de nanofabrication avancées pour la synthèse de cristaux de Zn3P2 de haute qualité. Parallèlement à l’optimisation des interfaces des dispositifs et de l’architecture des cellules, l’objectif consiste à augmenter l’efficacité des cellules PV de 15 %.

Objectif

Solar photovoltaics (PV) is a leading candidate for the renewable, carbon-free electricity generation with both the scalability and technological maturity to meet the ever-growing global demand for energy. While PV module costs continue to decline rapidly, further system-level cost reductions will require lightweight, sustainable, and flexible module designs that are still inaccessible with today’s mainstream technologies. SMARTCELL proposes an innovative PV technology based on zinc phosphide (Zn3P2), an earth-abundant, low-cost, direct bandgap semiconductor for development of novel ultra-thin solar cells. SMARTCELL will implement novel technological solutions based on advanced nanofabrication methods for synthesis of high crystal quality zinc phosphide, which together with design and optimization of the device interfaces and the cell architecture will lead to achievement of a challenging increase in the device efficiency of up to 15 % at the cell level. These efficiencies will allow initiating the transfer of zinc phosphide based solar cells to pre-industrial stages and give SMARTCELL the opportunity to demonstrate scalable, cost-effective, and environmentally-friendly ultrathin-film PV technology. The working principle of SMARTCELL is based on a holistic interplay between first-principle calculations, synthesis conditions, and atomic-resolution structural and electronic characterization techniques, which will allow cutting-edge engineering of absorber properties, as well as the design of the solar cell architectures. Moreover, an integrated, flexible methodology will keep this target breakthrough in sight. Finally, SMARTCELL has the potential to make a key science-based contribution to energy security, as well as improved societal perception of green energy production.

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) H2020-MSCA-IF-2020

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Coordinateur

ECOLE POLYTECHNIQUE FEDERALE DE LAUSANNE
Contribution nette de l'UE
€ 304 724,16
Adresse
BATIMENT CE 3316 STATION 1
1015 Lausanne
Suisse
Région
Schweiz/Suisse/Svizzera Région lémanique Vaud
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
€ 304 724,16