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Selenium – A non-toxic and stable material for future tandem solar cells

Descrizione del progetto

Studio su nuovi materiali per incrementare l’efficienza delle celle solari tandem

Negli ultimi anni, il selenio (Se) si è dimostrato essere un’interessante alternativa al silicio nella tecnologia del fotovoltaico, grazie alla sua banda proibita adeguatamente elevata, all’alta efficienza e alla capacità di essere lavorato a basse temperature. Il progetto SeNTASC, finanziato dall’UE, svilupperà l’impilamento della sottocella fotovoltaica superiore selenio-assorbente (Se PV) con una sottocella inferiore di Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) ad alta efficienza per formare celle solari tandem stabili e a efficienza elevata a lungo termine, utilizzando approcci innovativi nella modulazione della banda proibita dello strato tampone e modifiche avanzate dello strato di ossido metallico selettivo per le lacune ottenendo in ultimo un Se PV bifacciale invertito. Questo approccio porterà a un aumento dell’efficienza di circa il 10 % e consoliderà il selenio come un eccellente candidato per una sottocella superiore in tandem con celle solari CIGS di alta qualità, portando a un’efficienza teorica massima di circa il 40 %.

Obiettivo

Clean energy is crucial for a carbon neutral European continent, and wind, hydropower, geothermal, biomass, and solar energy conversion will generate hundreds of billions economic activity in the coming years. Among these, photovoltaics (PV) plays a crucial part in electricity generation directly transformed from sunlight. Recently, the efficiency of the dominant PV technology, Si, has reached over 26%, which is near the 29.4% theoretical efficiency limit for single-junction solar cells. In order to overcome this limit, the tandem concept that minimizes thermalization losses of photo-excited carriers has been successfully proven with multi-junction cells, where different band gaps are stacked in series. Over the past decades, the main challenge has been the lack of an efficient, long-term stable, low cost, and process compatible top sub-cell. Recently, selenium (Se) became an attractive option because of its suitable high bandgap , feasible process at low temperature, and reported efficiency.

This proposal (SeNTASC) aims at developing selenium absorber photovoltaic (Se PV) top subcell stacking with high-efficiency Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) bottom subcell toward long-term stable and high-efficiency tandem solar cells by implementing novel approaches in buffer layer bandgap modulation, advanced hole-selective metal oxide layer modification, and finally achieving an inverted bifacial Se PV. The above-mentioned strategies will lead to ~10 % efficiency with open circuit voltage over 1 Volt with bandgap around 1.95 eV in an inverted superstrate configuration. Reaching these objectives, Se will be established as an excellent candidate for a top subcell in a tandem with high-quality CIGS solar cells. In this configuration, a maximum theoretical efficiency near 40% is expected.

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

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

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

Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) H2020-WF-2018-2020

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Coordinatore

INTERNATIONAL IBERIAN NANOTECHNOLOGY LABORATORY
Contributo netto dell'UE
€ 159 815,04
Indirizzo
AVENIDA MESTRE JOSE VEIGA
4715-330 Braga
Portogallo
Regione
Continente Norte Cávado
Tipo di attività
Research Organisations
Collegamenti
Costo totale
€ 159 815,04