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Decoupling radiative and non-radiative losses in lead free perovskite solar cells

Descrizione del progetto

Aprire la strada a celle solari a base di perovskite non tossica

Le celle solari a base di perovskite costituiscono una promettente tecnologia per la produzione di energia solare pulita grazie alla notevole efficienza di conversione energetica che offrono, che si aggira sul 25 %. Tuttavia, questi impressionanti vantaggi hanno il loro prezzo: le perovskiti sono prodotte attraverso il piombo, un metallo altamente tossico che solleva gravi preoccupazioni ambientali. La ricerca di celle solari a base di perovskite non tossica è ancora agli albori: l’efficienza di conversione energetica raggiunge a malapena il 12 %, principalmente a causa della massa della perovskite e dell’interfaccia tra la perovskite e gli strati di carica/estrazione. Il progetto RADICEL, finanziato dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, intende indagare sull’allineamento energetico, i tassi di trasferimento della carica, le perdite di ricombinazione e la densità della trappola in queste interfacce per ottenere una maggiore comprensione dei meccanismi di perdita in celle solari con perovskite senza piombo.

Obiettivo

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.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.

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Parole chiave

Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).

Programma(i)

Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.

Argomento(i)

Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.

Meccanismo di finanziamento

Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.

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

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.

(si apre in una nuova finestra) H2020-MSCA-IF-2020

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Coordinatore

UNIVERSITAT KONSTANZ
Contributo netto dell'UE

Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.

€ 174 806,40
Indirizzo
UNIVERSITATSSTRASSE 10
78464 Konstanz
Germania

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Regione
Baden-Württemberg Freiburg Konstanz
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale

I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.

€ 174 806,40
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