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Perovskite triple and quadruple junction solar cells

Description du projet

Les pérovskites multicouches promettent une plus grande efficacité des cellules solaires

Les cellules solaires pérovskites aux halogénures métalliques constituent une solution prometteuse en matière d’énergie renouvelable, avec des rendements pouvant atteindre 30 % dans les conceptions en tandem. Le projet PERSTACK, financé par le CER, vise à développer des cellules solaires pérovskites à triple et quadruple jonction avec des rendements de 35 % à 40 % grâce à des matériaux et des technologies rentables. Pour atteindre cet objectif, il devra concevoir de nouveaux matériaux aux propriétés optiques adaptées, minimiser les pertes d’énergie et faire avancer chaque étape du processus de conversion énergétique. Des techniques spectroscopiques avancées contribueront à identifier les défauts qui limitent les performances, tandis que les architectures innovantes permettront d’empiler plusieurs sous-cellules pour maximiser l’efficacité. En cas de succès, PERSTACK pourrait soutenir l’énergie solaire en proposant des solutions hautement efficaces, abordables et évolutives.

Objectif

Metal halide perovskite solar cells have advanced from an intriguing scientific discovery into a viable option for future renewable energy. Record single and tandem junction perovskite solar cells already provide power efficiencies close to 26% and 30%, respectively. The aim of this project is to achieve the next target in photovoltaic energy conversion by developing perovskite triple and quadruple junction solar cells towards efficiencies of 35% to 40% using cheap solution-processable materials and affordable technologies. This is a tremendous challenge that has not been attempted. It involves designing and making new materials and device architectures that push every single step in the conversion process close to its intrinsic limits, and eliminate any electrical and optical losses close to perfection.

The project will focus on solving important hurdles to reach this ambitious goal. New perovskites will be designed by compositional engineering to create thin-film materials with optical bandgaps in the range of 1.2 to 2.3 eV. Unique spectroscopic techniques will identify the nature and location of the defects, either in the bulk or at interfaces with the charge-selective contacts, that give rise to nonradiative recombination of electrons and holes and that thereby contribute a loss of open-circuit voltage, limiting the performance. By adapting deposition conditions, using passivation strategies, and synthesizing new materials for the selective collection of electrons and holes these losses are minimized to provide optimized sub-cells in the required bandgap regions. Guided by optical modeling, monolithic triple and quadruple junction solar cells will be fabricated by stacking three or four different bandgap perovskite sub-cells in series using recombination junctions designed to provide near-zero electrical and optical losses.

This challenging but promising effort can result in solar cells that provide power conversion efficiencies between 35% and 40%.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Ce projet n'a pas encore été classé par EuroSciVoc.
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Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2022-ADG

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN
Contribution nette de l'UE
€ 2 999 926,00
Adresse
GROENE LOPER 3
5612 AE Eindhoven
Pays-Bas
Région
Zuid-Nederland Noord-Brabant Zuidoost-Noord-Brabant
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
€ 2 999 926,00

Bénéficiaires (1)