Descrizione del progetto
Materiali privi di piombo per la scissione di fotoni per aumentare le prestazioni delle celle solari
I materiali di conversione a taglio quantico, che convertono i fotoni ad alta energia in più fotoni a energia inferiore, stanno rivoluzionando l’efficienza delle celle solari rimodellando lo spettro solare. Gli sforzi globali si sono concentrati sui nanocristalli di perovskite (PNC) di alogenuro di piombo (Pb) drogati con itterbio (Yb) per la loro fotoluminescenza nel vicino infrarosso, che corrisponde alle bande proibite dei comuni materiali fotovoltaici. Tuttavia, la loro commercializzazione deve affrontare due ostacoli: la tossicità del piombo e l’instabilità dei nanocristalli di perovskite rispetto all’umidità. Finanziato dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto NEBULAE mira a sviluppare nanocristalli di perovskite privi di piombo e drogati con itterbio integrati in ceramiche di vetro fluorofosfato stabili. Questo lavoro pionieristico sintetizzerà e studierà i vetri fluorofosfati drogati con itterbio, analizzerà la nucleazione e la crescita e testerà le ceramiche di vetro nelle celle solari per migliorarne le prestazioni.
Obiettivo
Quantum cutting down-conversion materials have emerged as a novel approach to increase solar cell efficiency by reshaping the solar spectrum. Efforts worldwide have focused on Yb-doped lead halide perovskite nanocrystals (PNCs) due to their highly efficient near-infrared (NIR) photoluminescence (PL) that matches the bandgap of the commonly used photovoltaic materials. However, two major challenges limit their commercialization: 1) the high toxicity of lead (Pb), 2) the instability of PNCs against moisture. Therefore, there is a need to develop Yb-doped Pb-free PNCs and embed them in dense structures like glass to increase their chemical stability over time. To this end, the interdisciplinary NEBULAE project aims to develop new fluorophosphate (FP) glass-ceramics (GCs) that contain Yb-doped Pb-free PNCs. It will be the first to report not only Pb-free PNCs in FP glass but also Yb-doped perovskite FP GCs for solar cells. Thus, 1) Yb-doped FP glasses will be synthesized using the melt-quenching method and characterized by a complex of spectroscopic methods to study the composition-property relation. 2) Nucleation and growth will be investigated, and heat treatment will be conducted to obtain transparent GCs with enhanced NIR PL, in which Yb-doped Pb-free PNCs are embedded in the volume of the glass. 3) The GCs will be tested in a solar cell to demonstrate proof-of-concept improvement in cell performance. NEBULAE is based on the PIs expertise in optics, the supervisors in glass science, and the co-supervisors in solar cells, ensuring the achievement of the research goals, dissemination, and exploitation of the results. The training/research activities will equip the PI with the skills needed to apply to ERC Starting Grant and/or obtain a tenure track in the EU, which will allow the PI to launch his own research group. NEBULAE contributes to UN Sustainable Development Goals and EU Green Deal by reducing the use of toxic elements and promoting clean energy.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP.
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- ingegneria e tecnologiananotecnologiananomaterialinanocristalli
- ingegneria e tecnologiaingegneria dei materiali
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Parole chiave
Programma(i)
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Meccanismo di finanziamento
HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European FellowshipsCoordinatore
33100 Tampere
Finlandia