Opis projektu
Materiały małowymiarowe zwiększą wydajność przyszłych ogniw słonecznych
Za sprawą wyjątkowych zdolności do wykazywania właściwości elektrycznych w bardzo cienkich i odpowiednio ułożonych warstwach, jednowymiarowe (1D) półprzewodniki mogą okazać się skutecznymi absorbentami do budowy ogniw słonecznych. W ramach finansowanego ze środków UE projektu SENSATE opracowana zostanie szeroka gama półprzewodników 1D o szerokiej przerwie energetycznej pomiędzy pasmami, takich jak chalkogenki, halogenki oraz mieszanina związków chalkogenków i halogenków. Oczekuje się, że materiały te umożliwią regulowane zmiany ich właściwości optycznych, zapewniając transparentność optyczną powyżej 50 %. Ich wykorzystanie poprawi również całkowitą wydajność konwersji ogniw słonecznych, osiągając wartość powyżej 20 %. Jeśli projekt SENSATE odniesie sukces, istotnie przyczyni się do zmiany postrzegania energii pozyskiwanej z ogniw słonecznych, promując zastosowania uznawane dotąd za marginalne, takie jak (pół)transparentne i kolorowe moduły fotowoltaiczne i urządzenia elektroniczne zintegrowane z budynkami.
Cel
SENSATE proposes ground breaking ideas and concepts combining very innovative low dimensional thin film materials and highly asymmetric selective contacts with dipoles, for the development of non-intrusive and universal solar energy harvester. Materials, processes and devices design innovations will be combined in a straightforward manner, in order to develop next generation of cost-efficient and highly-stable/optically-tuneable photovoltaic (PV) devices.
For achieving this, SENSATE proposes exploiting for the first time the full optical and electrical potential of one-dimensional (1D) thin film wide bandgap materials, including chalcogenide, halide and mixed chalcogenide/halide compounds. The use of 1D semiconductors as PV absorbers will represent a breakthrough thanks to their unique capability to exhibit excellent electrical properties in very thin layers when correctly oriented, keeping at the same time tuneable optical properties to ensure good transparency (AT > 50%), and very competitive efficiencies (>20%). A wide range of wide bandgap 1D semiconductors will be developed (Eg between 1.50-2.70 eV), including strategies for their 1D texturing using annealing at high pressure and under magnetic fields.
This will be combined with disruptive selective asymmetric contacts based on electron and hole transport metal oxide layers, enhanced with superficial organic and inorganic dipoles, to develop a ubiquitous solar harvester with customized transparency/efficiency. If succeed, SENSATE will have an unprecedented impact in our perception of PV energy, opening the possibility to applications that nowadays are considered marginal. Transparent, semi-transparent and coloured devices for advanced BIPV applications and electronics, as well as top cells for very high efficiency and low cost tandem/multi-junction devices will benefit from this technology, setting the basis required for a massive PV implementation and contributing to change our energy consumption model.
Dziedzina nauki
- engineering and technologyenvironmental engineeringenergy and fuelsrenewable energysolar energy
- natural scienceschemical sciencesinorganic chemistryinorganic compounds
- engineering and technologymaterials engineeringcoating and films
- natural sciencesphysical scienceselectromagnetism and electronicssemiconductivity
- engineering and technologycivil engineeringarchitecture engineeringsustainable architecturesustainable building
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-COG - Consolidator GrantInstytucja przyjmująca
08034 Barcelona
Hiszpania