Opis projektu
Niech stanie się światłość – zmniejszanie fotodegradacji w obiecujących ogniwach słonecznych
Obniżanie kosztów i zwiększanie sprawności od dawna stanowią najważniejsze cele badań nad ogniwami słonecznymi. Perowskitowe ogniwa słoneczne okazały się prawdziwym przełomem ze względu na wysoką sprawność. Obecnie hybrydowe perowskitowe ogniwa słoneczne mogą spełnić wymagania i oczekiwania świata związane z ceną i sprawnością, jednak zjawisko fotodegradacji stanowi problem, który wciąż wymaga rozwiązania. Lepsze metody charakteryzowania fotodegradacji in situ pozwolą na opracowanie nowych konstrukcji, które pozwolą na ominięcie tej przeszkody. Zespół finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu iSLIP-NMR opracowuje rozwiązanie, które może rzucić nowe światło na zjawisko degradacji przy użyciu spektroskopii magnetycznego rezonansu jądrowego in situ – doskonałej techniki charakteryzacji związanej z urządzeniami do rezonansu magnetycznego znanymi ze szpitali. Prace w ramach projektu mogą doprowadzić do powstania ogniw słonecznych, które wytrzymają próbę czasu – i światła.
Cel
Widespread adoption of photovoltaics for clean, plentiful and renewable energy requires cheap, efficient and long-lasting solar cells; hybrid perovskite solar cells are promising candidates but suffer from light-induced degradation under operational conditions. Chemical understanding of the photodegradation processes is required to develop stable materials, but is challenging to obtain with existing techniques. Here we propose to study perovskite degradation under in situ light irradiation using high-resolution solid-state NMR. Solid-state NMR is an atomic-scale, element-specific probe of local structure which has recently been shown to provide important information on perovskite systems, however new methodology is required to perform in situ light irradiation. Significantly, many photodefects will be present at low concentrations and/or localised at surfaces; in order to observe these by NMR, in situ light irradiation will be combined with dynamic nuclear polarisation (DNP), whereby the greater polarisation of unpaired electrons boosts the NMR signal. The project is split into three parts: (1) observation of major perovskite photodegradation products under in situ light irradiation that do not require additional sensitivity; (2) adaptation of DNP NMR to perovskites to observe surface passivating species; and (3) combined DNP-enhanced, in situ light-irradiated NMR to observe minor and/or surface photodefects. All three parts represent innovative methodological advances and will provide key chemical information on perovskite structures and degradation processes to guide future development of stable solar cells. The combination of myself and the Emsley lab is ideal to perform this project, through which I will develop the advanced technical and non-technical research skills required for the project to be succesful. The fellowship will expand my international network and result in wide-reaching research output, which will establish me as an independent researcher.
Dziedzina nauki
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Koordynator
1015 Lausanne
Szwajcaria