Description du projet
Ouvrir la voie à des cellules solaires en pérovskite non toxiques
Les cellules solaires en pérovskite représentent une technologie prometteuse pour produire de l’énergie propre à partir du soleil, affichant des rendements de conversion énergétique remarquables de l’ordre de 25 %. Cela dit, il existe un revers de la médaille à ces gains impressionnants: les pérovskites sont fabriquées à partir de plomb, un matériau hautement toxique qui pose de sérieux problèmes environnementaux. La recherche de cellules solaires en pérovskite non toxiques n’en est qu’à ses balbutiements: les rendements de conversion énergétique atteignent difficilement plus de 12 %, principalement en raison de défauts au niveau de la structure pérovskite et de l’interface entre la pérovskite et les couches d’extraction de charges. Financé par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet RADICEL entend étudier l’alignement énergétique, les taux de transfert de charge, les pertes par recombinaison et la densité des pièges au niveau de ces interfaces afin de mieux comprendre les mécanismes de perte dans les cellules solaires en pérovskite sans plomb.
Objectif
Lead (Pb) based perovskite solar cells (PSCs) demonstrate a remarkable power conversion efficiency (PCE of 25.2%). Their toxicity, however, raises environmental concerns and might hinder their commercial deployment. Quest for non-toxic PSCs is still at its infancy: The PCE in Pb-free PSCs is merely around 12%, which is about one third of their radiative limit. An analysis of recent literature on the Pb-free PSCs suggests a high non-radiative recombination in them, as evidenced by their high voltage loss and a low fill factor.
These non-radiative recombination losses occur due to defects in the perovskite bulk and at the perovskite/charge extraction layers (CTLs) interfaces. Significant research is being carried out to suppress bulk defects, however, systematic investigations of the photophysical and photochemical properties of perovskite/CTLs interfaces remained relatively ignored. For instance, there is no quantitative data to decouple losses in Pb-free PSCs due to bulk and interfacial defects. There is also little information on the chemical and electronic properties of the interface between Pb-free perovskites and different CTLs.
This project aims to systematically investigate energetic alignment, charge transfer rates, recombination, trap density and trap depth etc. at the interfaces between Pb-free perovskites and a range of CTLs (organic, inorganic). Measuring quasi-Fermi level splitting and its correlation with open-circuit voltage will help in quantifying losses due to the different interfaces. Based on the insights gained from these investigations, the interfacial properties will be tuned via doping the CTLs or via surface passivation schemes to improve charge transfer/extraction rate. The experimental findings together with insights gained from device simulations will help us to propose an elaborated picture of the loss mechanisms in Pb-free PSCs and to design device architectures to systematically alleviate device performance.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN.
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN.
- ingénierie et technologiegénie de l'environnementénergie et combustiblesénergie renouvelableénergie solaire
Vous devez vous identifier ou vous inscrire pour utiliser cette fonction
Mots‑clés
Programme(s)
Régime de financement
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinateur
78464 Konstanz
Allemagne