Descripción del proyecto
Desarrollar perovskitas sin plomo
Dado que el cambio climático representa un peligro cada vez mayor para el mundo en general, muchas personas tratan de desarrollar nuevas soluciones de energía limpia o mejorar las actuales. En este sentido, se ha producido una gran innovación en el campo de la energía solar en forma de perovskitas de haluro, que podrían permitir una conversión de la energía solar de forma más económica y eficaz. Lamentablemente, el peso de la mayoría de las perovskitas fotovoltaicas contiene más de un 10 % de plomo, lo que va en contra de muchas normativas contra los metales pesados en el ámbito de la electrónica. El proyecto FREENERGY, financiado con fondos europeos, desarrollará perovskitas más eficaces y rentables que contendrán estaño en lugar de plomo. El estaño es mucho menos perjudicial para el medio ambiente.
Objetivo
Halide perovskites are the next big thing in solar energy. State-of-the-art perovskite solar cells outperform established technologies with the advantage of processing from solution. Solution-processed perovskite solar cells are made spraying a precursor ink onto a substrate: the perovskite forms as the chemicals contained in the ink crystallize. This production process makes halide perovskites a valid low-cost alternative established material such as silicon. Furthermore, halide perovskite can work in tandem with silicon to break the theoretical power conversion efficiency limit of 33% according to the Shockley-Queisser model.
However, the most effective photovoltaic perovskites contain more than 10% by weight of lead, which overstep the limits adopted in most of the countries to regulate the use of heavy metals in electronics.
The FREENERGY project aims at achieving efficient and cost-effective lead-free perovskites replacing lead (Pb) with tin (Sn). We have demonstrated that tin is relatively inert if dispersed in the environment as compared to lead, which is prone to enter into plants and thus into the food chain. This solution does not present any manufacturing issue, as making tin-based perovskite is very similar to make lead-based perovskite. The main obstacle is represented by the low chemical stability of Sn2+, which is very prone to be oxidized to Sn4+. We have identified three key strategies:
• Inorganic cations: We found that organic cations comprising perovskite are more prone than inorganic in to activate the Sn oxidation. We have selected a series of inorganic cations comprising Cs and K to replace the organics most commonly used.
• Alternative solvents: dimethyl sulfoxide is currently used to synthesize the perovskite, but it contributes to the oxidation. We identified alternative solvents to overcome this issue.
• Reducing additives: The perovskite materials are deposited from a solution comprising the precursor of the materials and the solvents.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural.
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Palabras clave
Programa(s)
Régimen de financiación
ERC-POC - Proof of Concept GrantInstitución de acogida
80138 Napoli
Italia