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Single jUNction perovsKIte solar cell powereD hydrogen production

Description du projet

Produire de l’hydrogène grâce à des cellules solaires à pérovskite à jonction unique

Les progrès réalisés dans la technologie des cellules solaires à pérovskite (PSC) démontrent le potentiel d’une conversion d’énergie hautement efficace. Elle sera adaptée aux dispositifs photovoltaïques électrochimiques (PV-EC) qui peuvent alimenter la production d’hydrogène. Cependant, les systèmes PV-EC actuels requièrent plusieurs cellules solaires connectées pour atteindre la tension requise (1,7 V) pour la production d’H2. Soutenu par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet SUNKID entend développer un dispositif PV-EC compact en combinant des PSC à jonction unique avec une cellule EC pour la production d’H2. Tout d’abord, il assemblera les PSC à partir de matériaux perovskites optimaux et les intégrera à des nanostructures photoniques sur mesure pour augmenter la tension jusqu’à 1,7 V. En utilisant les PSC, le projet construira ensuite un dispositif PV-EC compact pour la production de H2 par électrolyse de l’eau.

Objectif

Growing technological and societal advances have accelerated the energy requirements. To meet energy demands, reliance on fossil fuels has led to catastrophic changes in the environment and global climate due to carbon emissions. Renewable energy sources offer excellent ways to meet energy demands in addition to reducing carbon emissions. Although solar energy is most abundant on Earth, its variability across locations and times makes it unreliable for consistent energy supply. Thus, efficient energy storage technologies are also essential for a sustainable future. Perovskite solar cells (PSCs) have emerged as a highly efficient technology for converting solar energy into electricity owing to their remarkable properties, while hydrogen (H2) is gaining recognition as the ultimate source of green fuel. A photovoltaic-electrochemical (PV-EC) arrangement offers an excellent solution for sustainable solar energy conversion and storage. However, previously reported PV-EC systems employ two or more PV devices or solar cells connected in series to afford enough voltage (1.7 V) for H2 production. This proposal aims to ingeniously design a compact PV-EC device, using a single-junction PSC providing sufficient voltage and employing this to an EC cell for H2 production. The main objectives are: 1) To fabricate PSC using carefully selected perovskite materials with optimally wide bandgap and apply passivation strategies to achieve a high voltage of >1.5 V at maximum power point (MPP). 2) To further enhance the voltage up to a remarkable value of ~1.7 V at MPP, specifically designed photonic nanostructures will be incorporated into the PSCs for reducing the Boltzmann loss (mismatch in incident and emitted lights). 3) To assemble a PV-EC compact device utilizing the developed PSC for H2 production through water splitting. This research will motivate the incorporation of nanophotonic structures in other PV technologies and facilitate high voltages for energy storage applications.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

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Coordinateur

FUNDACIO INSTITUT DE CIENCIES FOTONIQUES
Contribution nette de l'UE
€ 209 914,56
Coût total
Aucune donnée