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

Descrizione del progetto

Innovazioni chiave per abilitare future soluzioni optoelettroniche basate sulla perovskite

I progressi nel campo del fotovoltaico (FV) hanno reso l’energia rinnovabile molto più sostenibile, accessibile, redditizia ed efficiente. Inoltre, ha consentito lo sviluppo e un più ampio utilizzo di nuove tecnologie fotovoltaiche, come il fotovoltaico indoor. Nonostante questi progressi, molte tecnologie fotovoltaiche faticano ancora a sostenere oggetti connessi su scala dei miliardi, poiché i pannelli fotovoltaici al silicio o altre alternative basate sul carbonio risultano troppo ingombranti, costosi o insostenibili. Il progetto ELOW-DI, finanziato dal CER, svilupperà perovskiti a bassa dimensionalità (LDP) intrinsecamente stabili e controllerà la nucleazione dei materiali e la morfologia dei film sottili per ottimizzare l’estrazione della carica e ridurre al minimo la ricombinazione indesiderata nei dispositivi. Il progetto si concentrerà sulla dimensionalità della perovskite come elemento chiave per aumentare l’efficienza di conversione della luce visibile e sbloccare l’instabilità del dispositivo.

Obiettivo

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.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2024-COG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

UNIVERSITA DEGLI STUDI DI PAVIA
Contributo netto dell'UE
€ 1 991 250,00
Indirizzo
STRADA NUOVA 65
27100 Pavia
Italia
Regione
Nord-Ovest Lombardia Pavia
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 1 991 250,00

Beneficiari (1)