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Engineering wide band-gap LOW-DImensional systems for advanced perovskite optoelectronics

Description du projet

Des progrès majeurs pour de futures solutions optoélectroniques à base de pérovskites

Les progrès du photovoltaïque (PV) ont rendu l’énergie renouvelable beaucoup plus durable, accessible, rentable et performante. Ils ont également permis le développement et l’utilisation plus large de nouvelles technologies photovoltaïques, telles que le photovoltaïque intérieur. Malgré ces avancées, de nombreuses technologies photovoltaïques peinent encore à assurer la pérennité des milliards d’objets connectés, les photovoltaïques au silicium ou d’autres alternatives à base de carbone étant trop encombrants, coûteux ou non durables. Le projet ELOW-DI, financé par le CER, va développer des pérovskites de faible dimension intrinsèquement stables et contrôlera la nucléation des matériaux et la morphologie des couches minces pour optimiser l’extraction de charge et minimiser la recombinaison indésirable dans les dispositifs. Le projet concentrera ses recherches sur la dimensionnalité de la pérovskite en tant qu’élément clé pour augmenter l’efficacité de conversion de la lumière visible et résoudre l’instabilité du dispositif.

Objectif

Engineering new solutions for powering smart portable devices is key to sustain billion-scale connected objects and to provide a greener alternative to batteries. Indoor Photovoltaics (PVs) - with a projected market of $850 million by 2023 - relying on conversion of visible indoor light- can sustain this challenge, capitalizing on the development of flexible, semi-transparent, colored and easily integrated energy generation devices.
Despite the urgency and the large market potential, current PV technologies mostly fail, leveraging on rigid and bulky systems fabricated by energy-intensive processes (i.e. Silicon PVs) or on carbon-based technologies not yet in the market for their insufficient durability.
Hybrid perovskites with wide band gap (2eV), with their easy tunability, structural flexibility, and lightweight, hold the potential for a transformative solution in visible PVs. However, lower efficiency compared to low-band gap ones, reliance on toxic elements and insufficient stability hamper their scaling up.
ELOW-DI faces this challenge by engineering the perovskite dimensionality as the key variable to unlock device instability while allowing for efficient visible light conversion. This will be obtained i) by developing intrinsically stable low-dimensional perovskites (LDPs) – leveraging on non-toxic elements and stable hydrophobic units and 2) by controlling material nucleation and consequent thin film morphology to obtain vertically oriented crystalline nanopillars, essential to ensure efficient charge extraction in the device while reducing unwanted recombination.
Upon the demonstration of the proof of concept on lab-scale, research will be moved to a completely new direction by engineering large area devices while ensuring the scalability of the nanoscale material properties. ELOW-DI is timely, and it will generate the new multidisciplinary knowledge – from material to device engineering- which is now needed for the next-gen of indoor PV solutions.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Voir tous les projets financés dans le cadre de ce programme de financement

Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2024-COG

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

UNIVERSITA DEGLI STUDI DI PAVIA
Contribution nette de l'UE
€ 1 991 250,00
Coût total
€ 1 991 250,00

Bénéficiaires (1)