Opis projektu
Zaawansowane heterostruktury nanodrutowe na potrzeby innowacyjnych urządzeń energetycznych
Nanodruty półprzewodnikowe charakteryzują się wieloma interesującymi właściwościami, które oferują duży potencjał z punktu widzenia technologii energetycznych – zapewniają oszczędność materiałów, zwiększają sprawność przetwarzania napięcia i pozwalają na opracowywanie innowacyjnych produktów. Zespół finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu Nano Harvest ma na celu zbadanie innowacyjnych rozwiązań dla elastycznych przetwornic fotowoltaicznych i piezoelektrycznych, wykorzystujących nanodruty półprzewodnikowe, ze szczególnym uwzględnieniem półprzewodników opartych na azotkach z grupy III-N. W ramach prac badacze opracują nanodruty z funkcjami sterowania zaprojektowanymi i osadzonymi bezpośrednio w nanoskalowej strukturze. Działania zespołu będą koncentrowały się na rozwoju zaawansowanych heterostruktur nanodrutowych, które mają kluczowe znaczenie z punktu widzenia realizacji założeń projektu. Prace w ramach projektu Nano Harvest będą dotyczyły także fotowoltaiki – badacze zaprezentują innowacyjną koncepcję elastycznych ogniw słonecznych opartych na nanodrutach osadzonych w polimerze, które mogą zostać połączone z szeroką gamą materiałów nośnych, takich jak tworzywa sztuczne.
Cel
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.
Dziedzina nauki
- 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
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-STG - Starting GrantInstytucja przyjmująca
75794 Paris
Francja