Descrizione del progetto
Illuminazione allo stato solido ed energia solare: riduzione della resistenza, aumento della competitività
I dispositivi elettronici producono calore provocato dalla resistenza dei componenti al flusso di corrente. Questo calore influisce sul funzionamento del dispositivo, ed è proprio per questo motivo che i computer sono dotati di una ventola. Quando si tratta di dispositivi come LED, laser e celle solari, la perdita di efficienza è notevole e rappresenta una sfida importante per i mercati dell’illuminazione e dell’energia solare. Il progetto ZeroR, finanziato dall’UE, sta affrontando questo problema spostando la cosiddetta regione attiva da una posizione più interna del dispositivo alla superficie del dispositivo o, almeno, limitando l’estensione della regione attiva per ridurre al minimo gli effetti del calore sul funzionamento del dispositivo. Un successo su questo fronte aumenterà la competitività europea nei settori dell’illuminazione a stato solido e della raccolta di energia solare.
Obiettivo
Joule heating due to electrical resistance associated with current spreading in semiconductors is a significant loss mechanism in modern state-of-the-art high power light emitting diodes (LEDs) and high concentration solar cells. These losses can account for up to 10-30 % of the device power consumption under high power conditions, and thereby dramatically reduce the efficiency of solar energy harvesting and general lighting, whose efficiencies – apart from the resistive losses – are gradually closing in on their theoretical limits. In ZeroR we make use of a conceptually simple but functionally dramatic modification to the previous buried active region (AR) devices, like LEDs, lasers and solar cells, by relocating the AR to outside the pn-junction, allowing e.g. locating the AR on the device surface – or locating all the contact structures fully on one side of the active region, eventually enabling a fully scalable and essentially resistance free structures. We analyze the commercial prospects of the technology and show that it provides new freedom for high power semiconductor device design. The main goal of ZeroR is to facilitate further commercial development of the concept and to demonstrate the elimination of resistive losses in industrially relevant LED and solar cell prototypes using gallium nitride and gallium arsenide based compound semiconductor material systems. If successful, this approach can substantially increase the device efficiency at selected high power operating conditions and substantially expedite the ongoing solid state lighting revolution and market penetration, also providing more efficient new solutions for solar energy harvesting and selected other applications.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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02150 Espoo
Finlandia