Projektbeschreibung
Mit hybriden piezoelektrisch-photovoltaischen Komponenten Internet-der-Dinge-Bauteile miniaturisieren
Fortschritte auf den Gebieten der Werkstoffe und Verarbeitungstechnologien haben neu entwickelte elektronische Bauteile stetig weiter schrumpfen lassen. Da sich diese immer kleineren Bauelemente jedoch auch immer näher kommen, wird es zunehmend schwieriger, die Interferenzen zwischen ihnen in den Griff zu bekommen. Das EU-finanzierte Projekt UNIFY wird sich diesem Problem widmen, indem es zwei grundlegende, aber gegensätzliche Komponenten – Piezoelektrik und Photovoltaik – in einem einzigen photoferroelektrischen Werkstoff vereint. Piezoelektrik wandelt kinetische in elektrische Energie um, während Photovoltaik optische in elektrische Energie umwandelt. Einzelne, getrennte Bauteile durch ein einziges zu ersetzen, könnte die Umwandlung von mechanischer und solarer Energie in elektrische Energie für Anwendungen wie zum Beispiel das Internet der Dinge revolutionieren, das die Realisierung vernetzter Bauelemente in immer kleineren und mit längerer Lebensdauer ausgestatteten Produkten erfordert.
Ziel
The piezoelectric (PE) effect is the core electromechanical coupling function widely used in sensors, actuators and transducers for various industrial sectors. The photovoltaic (PV) effect produces green electricity from the solar energy. To date, materials showing strong PE and efficient PV properties are separate families of oxide perovskites and narrow band gap semiconductors, respectively. This project aims to unify these PE and PV performances by making new photoferroelectric materials. Photoferroelectrics can be both ferroelectric and photovoltaic. However, several challenges hinder them from being practically used as single, integrated PE-PV materials: (i) Not all good ferroelectrics show strong PE responses; (ii) The strong piezoelectrics have wide band gaps, unable to absorb visible lights; (iii) The photovoltaic energy conversion efficiencies (PCE) of photoferroelectrics are far below those of semiconductor solar cells. To address the challenges, this project will (1) start with the oxide perovskite compositions showing the record PE properties. These compositions will be engineered by doping to reduce the band gaps and thus to absorb the entire visible lights whilst maintaining the original PE properties. (2) The engineered compositions will be grown to single crystals to further boost the PE properties and to form stacked domain walls. (3) The stacked domain walls will generate photovoltages that can add up domain by domain, producing an ultra high net photovoltage in the material. (4) The efficient photocurrent generation in the domain walls will be boosted by the complete light absorption resulted from the single crystal thickness equal to the light penetration depth, pushing the PCE to the level of semiconductor solar cells. The results are expected to trigger revolutions in mechano-solar-electric multi-energy converters for emerging applications such as Internet of Things that require long lifespan and miniaturization.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
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- Naturwissenschaften Informatik und Informationswissenschaften Internet
- Sozialwissenschaften Politikissenschaft politischer Wandel Revolutionen
- Technik und Technologie Elektrotechnik, Elektronik, Informationstechnik Elektrotechnik Sensoren
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- Technik und Technologie Elektrotechnik, Elektronik, Informationstechnik elektrotechnische Industrie Piezoelektrika
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
HAUPTPROGRAMM
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Thema/Themen
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Finanzierungsplan
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
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(öffnet in neuem Fenster) ERC-2021-STG
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Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.
90014 Oulu
Finnland
Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.