Projektbeschreibung
Nachhaltige und effizientere Energieernte aus dem Weltraum
Das Auffangen von Sonnenenergie im Orbit wird derzeit durch technologische Grenzen bezüglich Effizienz und Strahlungswiderstand verhindert. Finanziert über den Europäischen Innovationsrat sollen diese Probleme im Projekt ZEUS überwunden werden, indem innovative Solarzellen mit Nanodraht und einem Wirkungsgrad von bis zu 47 % entwickelt werden. Mit einer Dreifach-Solarzelle aus III-V-Halbleiterstoffen wird das ZEUS-Team die Leistung mit fortschrittlicher Oberflächenpassivierung und skalierbarer Abziehtechnologie für leichte Paneele verbessern. Das Team setzt auch drahtlose Energieübertragungssysteme mit III-V-Nanodraht-MOSFET ein, um die aufgefangene Energie an Empfänger im Weltraum zu übertragen. Insgesamt wird das Projektteam die Energieerzeugung im Weltraum voranbringen. Mit einer Lebenszyklusanalyse wird zudem die Steigerung der ökologischen Nachhaltigkeit quantifiziert.
Ziel
The ZEUS project is focused on advancing the development of innovative, highly efficient and radiation-resistant nanowire solar cells designed for in-orbit solar energy collection. While current space-tested nanowire solar cells offer around 15% efficiency using single-band gap cells, ZEUS aims to significantly enhance this efficiency, potentially reaching up to 47%, by employing triple junction nanowire cells with a carefully selected set of III-V semiconductor materials. To this end, this interdisciplinary project will also optimize nanowire surface passivation schemes to improve voltage and current matching of the solar cell. This project aims to achieve scalability through a peel-off technology that transfers solar cells onto lightweight, flexible substrates (creating a thin film), enabling the creation of large deployable photovoltaic panels.
Key objectives include:
1. Enhancing the efficiency of radiation-resistant nanowire solar cells.
2. Scale up wafer size to 100mm^2 and develop modules at a size of 1x1 cm^2.
3. Improving power conversion efficiency in breakthrough wireless power transmission systems based on III-V nanowire MOSFETs.
4. Reducing weight and material usage through nanowire peeling and wafer re-use.
Additionally, the project underscores its commitment to environmental sustainability by focusing on two key aspects: decarbonization and the efficient use of critical raw materials. By means of a life cycle assessment of nanowire solar cells, ZEUS seeks to demonstrate the environmental benefits and commercial potential particularly for space energy generation.
This research has far-reaching applications, including integrating nanowire-based devices into stretchable polymer films (offering flexibility in solar cells, electronics, detectors, and LEDs), self-powered nodes for IoT or cryogenic electronics.
An industrial advisor from Azur Space Solar will help the project with scalability and exploitation strategy.
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.3.1 - The European Innovation Council (EIC) Main Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-EIC-2023-PATHFINDERCHALLENGES-01
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HORIZON-EIC - HORIZON EIC GrantsKoordinator
22100 Lund
Schweden