Projektbeschreibung
Die Sensibilisierung für effiziente Solarzellen optimieren
Mit effizienteren Solarzellen könnten erhebliche globale Auswirkungen erreicht werden. Unterstützt über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen soll im Projekt OPTSENTUC die Quantenausbeute bei der Festkörper-Triplet-Triplet-Annihilation-Hochkonversion verbessert werden, indem die Sensibilisierung optimiert wird. So kann der Spektralbereich zur Absorption bei Solarzellen ausgeweitet werden. Das führt zu erheblich mehr Effizienz der Stromumwandlung einer einzigen Solarzelle mit pn-Übergang, weit über die grundlegende Shockley-Queisser-Grenze hinaus. Das Team konzentriert sich auf die Hauptverlustmechanismen bei der Hochkonversion, indem es einen Schwellenwert für die Sensibilisatorkonzentration festlegt und ein Annihilator-Sensibilisator-Paar mit minimalem Verlust beim Förster-Resonanzenergietransfer bestimmt. Auch das Problem der hohen Schwellenintensität wird überwunden, indem die Sensibilisatorabsorption mit einem Cavity-Modus gekoppelt und so die Lichtabsorptionskapazität des Hochkonversionssystems verbessert wird.
Ziel
Improving the efficiency of solar cells can have far reaching impacts globally. The proposal ‘OPTSENTUC’, is devised to improve the quantum yield of solid-state triplet-triplet annihilation upconversion(sTTAUC) by optimizing the sensitization process. sTTAUC can be exploited to extend the absorption spectral range of any solar cell and hence can significantly improve single p-n junction solar cell power conversion efficiency beyond the fundamental Shockley- Queisser limit. The first part will focus on understanding the major loss mechanism in sTTAUC- the back transfer of upconverted excitation energy via Förster resonance energy transfer (FRET) - and will try to address it by quantitatively optimizing sensitizer parameters. Based on this study a sensitizer concentration threshold with respect to Förster distance will be established and an annihilator-sensitizer pair with least FRET loss will be identified. The threshold intensity for TTAUC is usually orders of magnitude higher than the solar flux and decreasing sensitizer concentration to reduce FRET will further increase this threshold. The second part of the proposal will address this challenge by coupling the sensitizer absorption with a cavity mode so that the ability of the upconversion system to absorb light will be enhanced. A simultaneous coupling of another mode of the cavity will make sure the outcoupling efficiency is not compromised due to cavity introduction. Thus, enhancing the scope of sTTAUC in real world applications.
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2023-PF-01
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405 30 Goeteborg
Schweden