Opis projektu
Przyjazne dla środowiska i sprawne perowskity
Energia elektryczna wytwarzana z paliw kopalnych odpowiada za największy odsetek emisji dwutlenku węgla, zagrażając tym samym planom Europy w zakresie osiągnięcia neutralności klimatycznej. Alternatywą dla paliw kopalnych jest energia słoneczna – dostępna na całym świecie i przetwarzania bezpośrednio na energię elektryczną przez fotowoltaiczne ogniwa słoneczne. Najbardziej sprawne ogniwa słoneczne wykorzystują perowskity halogenkowe – krystaliczne materiały półprzewodnikowe, które są w stanie pochłaniać duże ilości energii słonecznej, generując przy tym ładunek elektryczny. Uczestnicy finansowanego przez Unię Europejską projektu FREENERGY zamierzają przeprojektować perowskity halogenkowe i zamienić je w przyjazne dla środowiska materiały fotowoltaiczne w formie opartych na cynie perowskitowych ogniw słonecznych, charakteryzujących się wysoką wydajnością w zakresie przetwarzania energii i długą stabilnością. Zespół projektu FREENERGY zamierza zaprezentować nowe ogniwa w roli alternatywy dla istniejących rozwiązań opartych na ołowiu, a także opracować nową metodę przygotowania perowskitu bez wykorzystania rozpuszczalników.
Cel
Achieving zero net carbon emissions by the end of the century is the challenge for capping global warming. The largest share of carbon emissions belongs to the production of electric energy from fossil fuels, which renewable energies are progressively replacing. Sunlight is an ideal renewable energy source since it is most abundant and available worldwide. Photovoltaic solar cells can directly convert the sunlight into electric energy by making use of the photovoltaic effect in semiconductors. Halide perovskites are emerging crystalline semiconducting materials with among the strongest light absorption and the most effective electric charge generation needed to design the highest efficient photovoltaic solar cells. The PI has the ambition to reinvent halide perovskites as environmentally friendly photovoltaic material, aiming at:
(i) Removing lead: state-of-the-art perovskite solar cells are based on lead, which is in the list of hazardous substances of the European Union. The PI will prepare new tin-based perovskites and prove them in the highest efficient solar cells.
(ii) Solvent-free crystallisation: organic solvents drive the crystallisation of the perovskite in the most efficient solar cells. However, crystallising the perovskite without using solvents is more environmentally friendly. The PI will establish physical vapour deposition as a solvent-free method for preparing the perovskite and the other materials comprising the solar cell.
(iii) Durable power output: the long-term power output defines the solar energy yield and thus the return on investment. The PI aims to make stable tin-based perovskites addressing the oxidative instability of tin directly.
The quantified target of FREENERGY is demonstrating a tin-based perovskite solar cell with power conversion efficiency over 20% and stability for 25 years. The research strategy to enable this disruptive outcome comprises innovative perovskites formulations and unconventional supramolecular interactions
Dziedzina nauki
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectrical engineeringelectric energy
- natural scienceschemical sciencesinorganic chemistrypost-transition metals
- natural sciencesphysical scienceselectromagnetism and electronicssemiconductivity
- engineering and technologyenvironmental engineeringenergy and fuelsenergy conversion
- engineering and technologyenvironmental engineeringenergy and fuelsrenewable energysolar energyphotovoltaic
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-STG - Starting GrantInstytucja przyjmująca
14109 Berlin
Niemcy