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Advanced Strategies for Development of Sustainable Semiconductors for Scalable Solar Cell Applications

Description du projet

Ouvrir la voie à la synthèse à grande échelle de cellules solaires en couches minces efficaces

Le projet SOLARUP, financé par l’UE, vise à faire la démonstration d’une technologie photovoltaïque en couches ultrafines à la fois évolutive, rentable et respectueuse de l’environnement. L’innovation de SOLARUP reposera sur la conception, par nano-ingénierie, de phosphure de zinc (Zn3P2), un matériau présent en abondance sur terre, qu’il utilisera comme absorbeur à semi-conducteur, et d’une architecture de nouveau dispositif. Les chercheurs visent une amélioration de l’efficacité des cellules pouvant atteindre 15 %. La technologie de conversion de l’énergie solaire proposée réduira la dépendance à l’égard des matières premières critiques et améliorera les seuils d’efficacité pour libérer le potentiel des cellules solaires photovoltaïques flexibles en perspective d’un déploiement massif dans les bâtiments intelligents, la robotique douce, l’électronique portable et d’autres produits de consommation. Le projet fédère six équipes européennes possédant une expertise complémentaire au carrefour de la recherche sur le Zn3P2, de l’architecture des dispositifs et de l’analyse du cycle de vie.

Objectif

SOLARUP directly addresses the ever louder call for sustainable energy production. The proposed solar energy conversion technology will reduce dependence on critical raw materials and overcome efficiency thresholds to unlock the future of flexible photovoltaic (PV) solar cells for mass deployment in smart buildings, soft robotics, wearable electronics, and other consumer products. Our main innovations lie in nanoengineering zinc phosphide (Zn3P2) for use as an earth-abundant direct bandgap semiconductor absorber, and combined with a novel device architecture we target cell efficiency enhancements of up to 15%. Advanced manufacturing techniques such as nanoimprinting and metal-organic vapour-phase epitaxy will be explored to open industrially scalable routes to synthesise high quality Zn3P2 films. Moreover, our approach will allow reuse of the growth substrate, making sustainability another core element of SOLARUP’s radical vision. Optimisation of both the absorber structure and device architecture will be achieved through a holistic interplay of first-principles calculations and atomic scale structural and electronic characterisation. The main outcome of SOLARUP will be the demonstration of an ultrathin-film PV technology that is scalable, cost-effective, and environmentally sustainable, complete with a comprehensive life cycle analysis. In this sense our aim is to feed and inspire the development of Zn3P2-based solar cells towards a market ready technology. The project consortium unites six European teams with complementary expertise at the forefront of Zn3P2 research, device architecture, and life cycle analysis, who will approach the ambitious challenges from a flexible and interdisciplinary perspective. SOLARUP has clear potential to make science-based contributions to energy security and high-quality job creation, while also connecting to industry and boosting the trajectories of early-career team members.

Régime de financement

HORIZON-EIC - HORIZON EIC Grants

Coordinateur

FUNDACIO INSTITUT CATALA DE NANOCIENCIA I NANOTECNOLOGIA
Contribution nette de l'UE
€ 817 625,00
Adresse
CAMPUS DE LA UAB EDIFICI Q ICN2
08193 Cerdanyola Del Valles
Espagne

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Région
Este Cataluña Barcelona
Type d’activité
Research Organisations
Liens
Coût total
€ 817 625,00

Participants (6)

Partenaires (1)