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A perovskite sustainable photovoltaic system based on device healing and recycling.

Descrizione del progetto

Celle solari autorigeneranti per un futuro sostenibile

Le sfide climatiche richiedono urgentemente la transizione all’energia priva di carbonio; ciononostante, affidarsi esclusivamente alle attuali tecnologie solari rischia di dare origine a una crisi dei rifiuti elettronici, a causa della loro limitata riparabilità e riciclabilità. In quest’ottica, il progetto PhoenixPV, finanziato dal CER, si concentra sulle celle solari a perovskite di alogenuri (Hap, halide perovskite) metallici, che sebbene offrano prestazioni equivalenti a quelle commerciali, sono limitate da problematiche quali instabilità e generazione di sottoprodotti pericolosi. Il progetto trasforma questi inconvenienti in vantaggi attraverso la progettazione di cellule autorigeneranti, in grado di invertire i danni e catturare le tossine in modo sicuro. Svolgendo test di invecchiamento ad alto rendimento ed effettuando attività di monitoraggio in tempo reale, PhoenixPV si prefigge di rallentare il degrado e di ripristinare le prestazioni delle celle solari, secondo un approccio volto a prolungare la durata di vita delle celle solari HaP e ad aprire la strada allo sviluppo di sistemi fotovoltaici riparabili.

Obiettivo

PhoenixPV aims to develop a sustainable, reparable photovoltaic system using metal halide perovskites (HaP). Climatic challenges require an urgent abrupt growth of carbon-free energy sources, which will unlikely be sustainable if it is solely based on present photovoltaic systems. Their limited reparability and recyclability threaten a mid-term e-waste problem that will damage the environment and menace their social implementation, restraining overall sustainability. While HaP solar cells have demonstrated performance matching the best commercial counterparts, their stability is compromised due to their ionic and chemically dynamic nature, which also leads to potentially hazardous by-products.

Our approach will use these drawbacks in our favor. The chemically dynamic nature, rooted in a low formation energy and ionic properties, can be used as leverage to design intrinsic self-healing strategies and extrinsic post-synthetic treatments, reversing degradation defects and restoring initial performance. Concurrently, these properties will be used to capture the toxic by-products in case of operational accidents and design material separation methods for efficient and safe end-of-life recycling.
PhoenixPV will elucidate the reversible and irreversible reactions using a high-throughput aging characterization system that enables the parallel evaluation of a large number of devices under independently controlled degradation stressors. Beyond conventional efficiency, the system will integrate in-operando characterization techniques such as impedance spectroscopy, to monitor device health and design the necessary healing actions.

While current research aims to slow degradation routes, PhoenixPV seeks to reverse them, extending the effective lifetime of HaP solar cells, reducing associated waste, and establishing a sustainable photovoltaic system. This project holds the key to accelerating HaP commercialization through the design of innovative photovoltaic usage schemes.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Invito a presentare proposte

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

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Istituzione ospitante

AGENCIA ESTATAL CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTIFICAS
Contributo netto dell'UE
€ 2 271 091,00
Indirizzo
CALLE SERRANO 117
28006 Madrid
Spagna
Regione
Comunidad de Madrid Comunidad de Madrid Madrid
Tipo di attività
Research Organisations
Collegamenti
Costo totale
€ 2 271 091,00

Beneficiari (1)