Projektbeschreibung
Frühzeitige Degradation in Metallhalogenid-Perowskit-Strukturen
Die fortgeschrittene vergleichende Ex-situ-Analyse alternder Metallhalogenid-Perowskite weist insbesondere im Zusammenhang mit dem Verständnis der Frühstadien der Degradation und ihres Fortschreitens Grenzen auf. Das Ziel des ERC-finanzierten Projekts GEMINI besteht darin, unser Verständnis von Halogenid-Perowskit-Strukturen nach der Photonenabsorption zu verbessern und zu untersuchen, wie dieser Prozess zur frühzeitigen Degradation beiträgt. Eine der wichtigsten Projektentwicklungen ist die Realisierung eines kompakten Diffraktometers für zeitaufgelöste Röntgenstreuung, mit dem die ultraschnelle Strukturdynamik im Labor untersucht werden kann. Das GEMINI-Team behebt die Unzulänglichkeiten der Ex-situ-Analyse, einschließlich der Empfindlichkeit von Perowskiten gegenüber hohen Probendosen und Vakuumbedingungen, welche die Degradation beschleunigen. Im Zuge des Projekts werden In-situ- und Operando-Methoden eingesetzt, wobei Niedrigdosis-Verfahren, speziell entwickelte Probenkammern und fortgeschrittene Spektroskopie-Instrumente zum Einsatz kommen, um Echtzeit-Einblicke in die Degradation unter verschiedenen ISOS-Stressfaktoren zu erhalten.
Ziel
GEMINI aims to advance fundamental understanding about the halide perovskite structure dynamic subsequently to photons absorption and how the latter can seed the early stage degradation. The state-of-the-art overflows of comparative ex situ analysis before and after ageing. This approach does reveal neither information on early stage degradation nor relevant information on their propagation. GEMINI has the ambition to fill in this understanding gap through a holistic approach to cover the multiscale degradation facets. For this, specific developments are integrated, in particular a table-top time-resolved X-ray scattering diffractometer to explore ultrafast structural dynamic in lab. GEMINI addresses all drawbacks of ex situ analysis and the constrains of the perovskite sensitiveness to high probe dose or high vacuum which itself contribute to the degradation. GEMINI will reveal live information resulting exclusively from in situ and operando approaches based on low-dose techniques, through specifically developed sample chambers and setup modifications. Ultrafast time-resolved and electron spin resonance spectroscopies, time-resolved and steady-state X-ray diffraction and live-scanning environmental transmission electron microscopy (STEM) combined to the latest development in 4D-STEM/ASTAR are combined to gather comprehensive multiscale information about degradation upon all relevant ISOS stressors, one at once and in combination to assess the synergetic effects. GEMINI is built upon solid background competences with these advanced techniques to ensure impacts beyond the state-of-the art (SoA): (i) understanding perovskite structural dynamic and relaxation upon photo-excitation down to 1ps time scale, (ii) revealing the multiscale degradation pathways from seeds to long-range depending on ISOS stressors, (iii) networking with EU funded projects in the field to go beyond SoA materials analysis and implement predictive model for ageing.
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: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
(öffnet in neuem Fenster) ERC-2023-ADG
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