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Textured Perovskite Tandem Solar Cells

Description du projet

Production en masse de cellules solaires tandem à pérovskite à haut rendement

Les cellules solaires tandem constituées de silicium et de composés de pérovskite à halogénure métallique peuvent convertir de manière efficace une grande partie du spectre solaire en énergie électrique. Bien que les semi-conducteurs pérovskites à halogénure métallique présentent une excellente fonctionnalité ajustable, ils reposent sur des méthodes de traitement en solution qui empêchent souvent leur recouvrement uniforme des surfaces de silicium, ce qui fait obstacle à leur utilisation généralisée dans l’industrie. Financé par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet TEXTA entend relever ce défi en produisant des dispositifs tandem pérovskite-pérovskite à 30 % d’efficacité dont les couches fonctionnelles sont cultivées de manière conforme sur des substrats texturés, de façon très uniforme. Les chercheurs combineront différentes techniques de spectroscopie, telles que l’absorption, la photoluminescence et la spectroscopie Raman, pour améliorer les propriétés optoélectroniques des pérovskites et supprimer les éventuels défauts.

Objectif

Halide perovskites exhibit many ideal properties for photovoltaics, as highlighted by the fact that lead halide solar cells (SCs) have now reached efficiencies >25%, a value close the theoretical limit of single-junction SCs. A strategy to overcome this limitation is to combine two SCs, e.g. two perovskites of different compositions, into a tandem device to reduce thermalization and incomplete absorption losses. To maximize power output, each sub-cell must generate a maximum photocurrent matching that of the other sub-cell. This can be achieved by a. careful optimization of the perovskites thicknesses, b. minimizing parasitic absorption in transport layers and electrodes, and c. depositing the SCs on textured substrates. Textures are employed by some SC technologies, e.g. silicon, to enhance absorption and reduce reflection losses. Still, the use of textures in perovskite-based devices has been extremely challenging. Record perovskite-based single-junction and tandem devices rely on solution-processing (spin-coating), complicating and often preventing the uniform coverage of textured surfaces, in addition to hindering their deployment on industry-relevant sizes. This proposal aims to tackle both challenges by producing 30% perovskite-perovskite tandems, where all the functional layers (incl. perovskites) are grown conformally on textured substrates with high uniformity. To track and improve the optoelectronic quality of the perovskites when developing new processing routes, a combination of three in-situ optical spectroscopies (Absorption, PL & Raman) will be implemented. The methods will offer direct insights into the (trans-)formation of perovskites and emergence of defects or unwanted phases. With the means to monitor the quality of the perovskites, the optoelectronic quality of narrow- and wide-bandgap perovskites will be improved through process and additive engineering to finally yield highly efficient textured perovskite-perovskite tandems.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

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

Voir tous les projets financés dans le cadre de ce programme de financement

Appel à propositions

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

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Coordinateur

ECOLE POLYTECHNIQUE FEDERALE DE LAUSANNE
Contribution nette de l'UE
€ 191 149,44
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
€ 191 149,44