Projektbeschreibung
Wie Infrarotlicht effizienter in Energie umgewandelt wird
Fast die Hälfte der Sonnenenergie, welche die Erdoberfläche erreicht, entfällt auf das Infrarotlicht. Jedoch passieren die Infrarotstrahlen der Sonne normalerweise direkt die photovoltaischen Materialien, aus denen Solarzellen bestehen. Das EU-finanzierte Projekt PAIDEIA verfolgt nun das Ziel, die Umwandlung der Sonnenenergie des Infrarotanteils des Spektrums zu verbessern. Zu diesem Zweck werden dotierte Halbleiternanokristalle eingesetzt, die eine abstimmbare plasmonische Reaktion im Bereich von 800 bis 4 000 nm aufweisen. Es werden drei verschiedene Architekturen getestet, um ein hocheffizientes Solarzellenbauelement herzustellen. Letzten Endes plant das Projekt die Entwicklung einer Tandem-Solarzelle, in der die regulären Wirkungsgrade einer kommerziellen Siliziumsolarzelle mit dem neu zu entwickelnden Bauelement kombiniert werden. Ziel ist ein Gesamtwirkungsgrad der Solarenergieumwandlung in Höhe von 30 %.
Ziel
Earth is inhabited by an energy hungry human society. The Sun, with a global radiation at the ground level of more than 1 kW/m^2, is our largest source of energy. However, 45% of the total radiation is in the near infrared (NIR) and is not absorbed by most photovoltaic materials.
PAIDEIA focuses on two main advantages aiming to enhance the capacity of solar energy conversion:
i) plasmon assisted hot carriers extraction from NIR plasmonic materials;
ii) linewidth narrowing in plasmonic nanoparticle films that enhances the lifetime of hot carriers and, thus, boosts the efficiency of light driven carrier extraction.
Instead of metals, which operate mostly in the visible region, we will make use of doped semiconductor nanocrystals (DSNCs) as hot electron extraction materials possessing a plasmonic response tunable in the range 800 nm – 4000 nm. Three different innovative architectures will be used for improved device performance: i) improved Schottky junctions (DSNC/wide band gap semiconductor nanocomposites); ii) ultrathin devices (DSNCs/2D quantum materials); iii) maximized interface DSNC/semiconductor bulk hetero-Schottky junctions.
By combining both concepts in advanced architectures we aim to produce a solar cell device that functions in the NIR with efficiencies of up to 10%. A tandem solar cell that combines the conventional power conversion efficiency, up to ~1100 nm, of a commercial Si solar cell (~20%) with the new PAIDEIA based device is expected to reach a total power conversion efficiency of 30% by extending the width of wavelengths that are converted to the full spectral range delivered by the Sun. PAIDEIA has a deeply fundamental character impacting several areas in the field of nanophysics, nanochemistry and materials processing and, at the same time, having a high impact on the study of solar energy conversion. Finally, PAIDEIA will provide answers to the fundamental questions regarding the physical behaviour of plasmonic/semiconductor interfaces.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
- Technik und Technologie Nanotechnologie Nanomaterialien Nanokristall
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften Elektromagnetismus und Elektronik Halbleiterbauelement
- Technik und Technologie Werkstofftechnik Nanokomposite
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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H2020-EU.1.1. - EXCELLENT SCIENCE - European Research Council (ERC)
HAUPTPROGRAMM
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Thema/Themen
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Finanzierungsplan
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
ERC-COG - Consolidator Grant
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
(öffnet in neuem Fenster) ERC-2018-COG
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Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.
10129 Torino
Italien
Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.