Descrizione del progetto
Soluzione per lo stoccaggio dell’energia solare a controllo ottico
Disponibile principalmente durante il giorno e con più sole in estate che in inverno, l’energia solare è una fonte di energia intermittente. Il progetto Light-DYNAMO, finanziato dall’UE, sta sviluppando una soluzione per lo stoccaggio diretto dell’energia solare. Per far questo, utilizzerà metalli di transizione dicalcogenidi 2D (2D TMDC), quali il disolfuro di molibdeno (MoS2) o il disolfuro di tungsteno (WS2), come efficienti accettori di fori in una struttura a stato solido. La sensibilità del paesaggio elettronico spaziale del TMDC all’ambiente locale (cioè sforzo, difetti o drogaggio) funge da forza motrice per il riposizionamento energetico dei fori all’interno del TMDC. Dopo aver ottimizzato il controllo ottico della ridistribuzione del vettore nei condensatori ibridi nanocristallini TMDC, il progetto si occuperà anche di progettare dispositivi per l’estrazione del vettore per fornire energia su richiesta.
Obiettivo
Sunlight is an intermittent energy source coupled to the availability of the sun. Light-DYNAMO aims for an innovative solution to directly store the solar energy. The challenge is to implement solution-processable light-driven nanocrystal capacitors (NCCs), such as doped metal oxides. They show high charge-storage capacity accumulating multiple delocalized electrons after light absorption. This was to date shown in solution only with the additional drawback of reducing the hole with a sacrificial hole scavenger. The innovative aspect of Light-DYNAMO is to use 2D transition metal dichalcogenides (2D TMDCs), such as MoS2 or WS2, as efficient hole acceptors in a solid state structure. The sensitivity of the TMDCs’ spatial electronic landscape to the local environment (i.e. strain, defects or doping) serves as driving force for energetically driven hole relocation within the TMDC. The electrons instead remain in the NCCs. This results in long-lasting and efficient charge separation and opens novel design principles. In optimized device structures, such stored carriers are extracted. The working principle of the suggested NC/TMDC hybrid device is based on several challenges: first, the absorption and charge storage capacity of the NCCs will be enhanced by exploring novel materials. Second, the TMDC’s sensitivity to the surrounding will be extracted to a high level of control over the 2D energy level distribution. Third, the intentional design of the energy landscape (e.g. through strain manipulation) in the optimized hybrid geometry will be introduced to control carrier redistribution after charge transfer within the TMDC. Finally, appropriate devices for carrier extraction will be structured. The proposal embarks on a pioneering study by the PI on optical control over carrier density in NCC/TMDC hybrids, advancing such novel systems to a level in which the incoming sunlight is harnessed, converted, stored as charges and released on demand to power an electric circuit.
Campo scientifico
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP.
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Parole chiave
Programma(i)
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
ERC-STG - Starting GrantIstituzione ospitante
10129 Torino
Italia