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New materials for photovoltaic applications: Perovskite and rare earths

«Stays in cooperation with DAAD Germany» Call 2017 Collaborative scientific research project with Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB). Photovoltaic research has two main objectives: Reduce the cost of solar cells and / or improve their efficiency in energy conversion. The purpose of this cooperative project is to contribute to both objectives by researching new photovoltaic materials from perovskite and rare earths. Perovskite has emerged as a very promising and low-cost material for absorbent films in solar cells. In particular, the so-called silicon / perovskite tandem solar cells, composed of superimposed layers of each material, show great potential to overcome the current single-junction silicon solar cells. The HZB develops hetero-union silicon solar cells, which serve as the base of the tandem cell. One of the main challenges is to tune the energy of the bandwidth of the perovskite to optically and optically optimize the tandem structure. The objective of the project is to obtain precise knowledge of the complex refractive index, optical bandwidth and photoconductance of the perovskite layer. A second approach to overcome the limit of the efficiency of a solar cell is to incorporate processes of downward and upward conversion of light. Photon energies greater than the bandwidth of the absorbent layer are partially lost by thermalization, and lower energies are totally lost due to lack of absorption, which limits the efficiency of single-junction solar cells. The Materials Science Group of the PUCP is investigating the optical and luminescent properties of the rare earths of terbium (Tb) and ysterbium (Yb). The objective of the project is to demonstrate the processes of downward and / or upward conversion of rare earths in a photovoltaic device.

Participants:

Participating institutions:

  • PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DEL PERU – DAC, Sección Física (Financiadora)
  • HELMHOLTZ-ZENTRUM BERLIN – Institue for Silicon Photovoltaics (Financiadora)
  • Fondo Nacional de Desarrollo Científico, Tecnológico y de Innovación Tecnológica (FONDECYT) – FONDECYT (Financiadora)

 

Nuevos materiales para aplicaciones fotovoltaicas: Perovskita y tierras raras
2018 – 2020

«Estancias en Cooperación con DAAD Alemania» Convocatoria 2017 Proyecto de investigación científica colaborativo con Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB). La investigación fotovoltaica tiene dos objetivos principales: Reducir el costo de las celdas solares y/o mejorar su eficiencia en la conversión de energía. El propósito de este proyecto cooperativo es contribuir a ambos objetivos mediante la investigación de nuevos materiales fotovoltaicos de perovskita y tierras raras. La perovskita ha surgido como un material muy prometedor y de bajo costo para películas absorbentes en celdas solares. En particular, las llamadas celdas solares ¿tándem¿ de silicio/perovskita, compuestas de capas superpuestas de cada material, muestran gran potencial para superar las actuales celdas solares de silicio de unión única. El HZB desarrolla celdas solares de silicio de hetero-unión, que sirven como la base de la celda tándem. Uno de los principales desafíos es sintonizar la energía del ancho de banda de la perovskita para optimizar eléctrica y ópticamente la estructura tándem. El objetivo del proyecto es obtener conocimiento preciso del índice de refracción complejo, ancho de banda óptico y fotoconductancia de la capa de perovskita. Un segundo enfoque para superar el límite de la eficiencia de una celda solar es incorporar procesos de conversión descendente y ascendente de luz. Las energías de fotón mayores al ancho de banda de la capa absorbente son perdidas parcialmente por termalización, y las energías menores son perdidas totalmente por falta de absorción, lo cual limita la eficiencia de las celdas solares de unión única. El Grupo de Ciencia de los Materiales de la PUCP está investigando las propiedades ópticas y luminescentes de las tierras raras de terbio (Tb) e yterbio (Yb). El objetivo del proyecto es demostrar los procesos de conversión descendente y/o ascendente de las tierras raras en un dispositivo fotovoltaico.

Participantes:

Instituciones participantes:

  • PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DEL PERU – DAC, Sección Física (Financiadora)
  • HELMHOLTZ-ZENTRUM BERLIN – Institue for Silicon Photovoltaics (Financiadora)
  • Fondo Nacional de Desarrollo Científico, Tecnológico y de Innovación Tecnológica (FONDECYT) – FONDECYT (Financiadora)
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