Description du projet
La technologie solaire à nanofils pourrait alimenter les dispositifs intelligents
Le nombre de capteurs dans l’internet des objets (IdO) est amené à augmenter à un rythme sans précédent. Étant donné que la plupart d’entre eux seront connectés sans fil, il est indispensable de trouver des formes d’énergie intelligentes, efficaces et peu coûteuses pour les alimenter. Le projet GuidedNW-PV, financé par l’UE, exploite le potentiel des nanofils semi-conducteurs cœur-coquille, qui représentent les structures idéales pour des cellules photovoltaïques miniaturisées efficaces. En utilisant des réseaux planaires de nanofils hautement ordonnés, les chercheurs ont déjà intégré plusieurs cellules photovoltaïques en série, multipliant ainsi leur tension en circuit ouvert pour atteindre n’importe quelle valeur souhaitée. Le projet vise à présent à mettre au point un prototype de cellule photovoltaïque à haute tension qui repose sur ces réseaux de nanofils et à intégrer un microsystème fonctionnel dans cette même puce.
Objectif
The Internet of Things (IoT) relies on billions of autonomous miniaturized sensor nodes deployed over the environment, homes, offices, and our own clothes and bodies. Powering these sensors creates a huge and urgent demand for smaller devices capable of harvesting energy from the environment and supplying the required power characteristics. Photovoltaic (PV) cells are attractive sources of renewable energy in illuminated environments, but their output voltage is limited to a few volts, whereas MEMS sensors often require higher voltages to operate. Such voltages can only be achieved by connecting several PV cells in series, or using large converters, two solutions that are prohibitive in terms of size and weight. Core-shell semiconductor nanowires (NWs) are ideal structures for efficient miniaturized PV cells, but lack of control in their assembly has prevented their integration in series.
Using the guided growth approach developed in our ERC Advanced project, we have succeeded to produce highly ordered planar arrays of NWs with exquisite structural control, which enabled us to create efficient PV cells and integrate them in series to multiply their open-circuit voltage to virtually any desired value. This power supply is expected to outperform all existing miniature power sources for the IoT by orders of magnitude. The aim of this PoC is to develop a prototype of a CMOS/MEMS-compatible high-voltage micro-PV cell based on series-connected core-shell NW arrays, and demonstrate its on-chip integration with a working microsystem.
This demonstration will set the path to commercialization for various applications, including but not limited to IoT. A strong added value is expected for microelectronics manufacturers, who can integrate PV cells together with MEMS sensors on the same chip, thus gaining size advantage. We will prepare a commercialization strategy and carry out IPR considerations in order to obtain strong IP position in this immensely growing market.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Programme(s)
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2018-PoC
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ERC-POC - Proof of Concept GrantInstitution d’accueil
7610001 Rehovot
Israël