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COmbined Spectroscopy and Molecular-scale Imaging of Conjugated polymers

Descrizione del progetto

Materiali avanzati per aumentare la stabilità e l’efficienza del fotovoltaico organico

I fotovoltaici organici (OPV) sono materiali solari leggeri e flessibili che possono essere integrati in materiali da costruzione, dispositivi IoT, serre solari e tecnologie aerospaziali. Tuttavia, a differenza dei pannelli solari tradizionali, si degradano nel tempo, il che ne limita l’uso pratico. Sostenuto dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto COSMIC studia i copolimeri a blocchi coniugati, materiali che combinano molecole donatrici e accettatrici di elettroni all’interno di un’unica catena polimerica. Il progetto ha un grande potenziale per migliorare la stabilità e le prestazioni degli OPV. Utilizzando strumenti avanzati, tra cui microscopi in grado di visualizzare le singole catene polimeriche una alla volta, i ricercatori esamineranno questi materiali a livello molecolare per capire come la struttura influenzi la funzione. I risultati potrebbero guidare lo sviluppo di OPV più efficienti e durevoli.

Obiettivo

COSMIC is an ambitious research project aimed at addressing a critical challenge in organic photovoltaics (OPVs), particularly their long-term stability, which is essential for enhancing their contribution to renewable energy solutions and tackling climate change. OPVs, which are lightweight, flexible, and can be integrated into a wide range of applications—from building-integrated photovoltaics to solar-powered greenhouses and aerospace technologies—represent a promising alternative to traditional silicon-based solar panels. However, despite recent advancements, OPVs face performance degradation over time due to the instability of their active materials.

The central focus of COSMIC is to gain unprecedented molecular-level insights into the microstructure of conjugated block copolymers, a key class of materials recently proposed in OPVs to tackle the stability problem. These materials combine electron donor and acceptor molecules into a single polymer chain, a design with great potential for enhancing OPV performance. However, the precise arrangement and interaction of D and A units at the molecular level are still not fully understood, limiting further advancements.

COSMIC will employ cutting-edge techniques such as scanning tunnelling microscopy and photoemission spectroscopy to study the molecular structure, assembly, and electronic properties of these materials with unprecedented resolution. The project is structured around three core objectives: characterising the molecular-scale structure and electronic properties of PM6/Y6 and PM6-b-Y6 polymers at the molecular level, correlating these insights with OPV device performance, and feeding this knowledge back into the synthesis process to enable optimisation through rational design.

The outcomes of COSMIC are expected to have a wide-reaching impact, advancing OPV technology by making it more efficient and stable while demonstrating a novel methodology for characterising complex functional molecular systems.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

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

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

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Coordinatore

THE UNIVERSITY OF BIRMINGHAM
Contributo netto dell'UE
€ 260 347,92
Indirizzo
Edgbaston
B15 2TT Birmingham
Regno Unito
Regione
West Midlands (England) West Midlands Birmingham
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato

Partner (1)