Projektbeschreibung
Fortgeschrittene Nanodraht-Heterostrukturen für innovative Energievorrichtungen
Halbleiter-Nanodrähte verfügen über interessante Eigenschaften für Energietechnologien, die für Materialeinsparungen, verbesserte Umwandlungseffizienz und innovative Produkte stehen. Das Ziel des EU-finanzierten Projekts Nano Harvest besteht darin, innovative Lösungen für flexible photovoltaische und piezoelektrische Wandler zu erforschen, bei denen Halbleiter-Nanodrähte zum Einsatz kommen. Der Schwerpunkt liegt dabei auf III-Nitrid-Halbleitern. Im Rahmen des Projekts werden insbesondere Nanodrähte mit integrierten Steuerungsfunktionen entwickelt, deren Struktur im Nanomaßstab sorgfältig technisch verändert wird. Projektschwerpunkt ist die Entwicklung fortgeschrittener Nanodraht-Heterostrukturen, da diese für die Projektziele von entscheidender Bedeutung sind. Im Bereich der Photovoltaik wird Nano Harvest ein innovatives Konzept flexibler Solarzellen vorstellen, die auf in Polymere eingebetteten Nanodrähten basieren, die freistehend sind und sich in ein breites Spektrum von Trägermaterialien wie etwa Kunststoffe integrieren lassen.
Ziel
The goal of NanoHarvest is to explore novel solutions for flexible photovoltaic and piezoelectric converters enabled by semiconductor nanowires. The first objective is to demonstrate an innovative concept of flexible solar cells based on free-standing polymer-embedded nanowires which can be applied to almost any supporting material such as plastic, metal foil or even fabrics. The second objective it to develop high-efficiency flexible and compact piezo-generators based on ordered arrays of nanowire heterostructures. The crucial ingredient - and also the common basis - of the two proposed research axes are the advanced nanowire heterostructures: we will develop nanowires with new control-by-design functionalities by engineering their structure at the nanoscale. The main focus of NanoHarvest will be on the III-nitride semiconductors, which are characterized by a strong piezoelectric response and have also demonstrated their ability for efficient photon harvesting in the blue and green parts of the solar spectrum. Our strategy is to address the physical mechanisms governing the energy conversion from the single nanowire level up to the macroscopic device level. The deep understanding gained at the nanoscale will guide the optimization of the device architecture, of the material growth and of the fabrication process. We will make use of Molecular Beam Epitaxy to achieve ultimate control over the nanowire morphology and composition and to produce control-by-design model systems for fundamental studies and for exploration of device physics. The original transfer procedure of the ordered nanowire arrays onto flexible substrates will enable lightweight flexible devices with ultimate performance, which will serve as energy harvesters for nomad applications.
Wissenschaftliches Gebiet
- engineering and technologymaterials engineeringcolors
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectronic engineeringsensorsoptical sensors
- natural scienceschemical sciencespolymer sciences
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectrical engineeringpiezoelectrics
- engineering and technologyenvironmental engineeringenergy and fuelsenergy conversion
Programm/Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC-STG - Starting GrantGastgebende Einrichtung
75794 Paris
Frankreich