Cambridge-AMOLF Collaboration on Photonic and Optoelectronic Control of Thin-Film LEDs and Solar Cells

剑桥-AMOLF 在薄膜 LED 和太阳能电池的光子和光电控制方面的合作

基本信息

  • 批准号:
    EP/S030638/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 161.41万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2019 至 无数据
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

This Centre-to-Centre collaboration addresses a set of research opportunities that require the close integration of optoelectronic materials and device engineering with state-of-the-art light management for large area solar cells and LEDs. The collaboration brings the AMOLF LMPV group, recognised for its work in 'light management' for solar cells, to work closely with the Cambridge research programme on thin-film perovskite and organic solar cells and LEDs. The AMOLF activity is centred in the very strong 'national laboratory' framework of solar cell research in the Netherlands, and brings strengths that have not been systematically developed in the UK. Thin-film diodes made with lead halide perovskites now support solar cells and LEDs with excellent electronic properties, but challenges with light in/outcoupling can limit performance. This is a particular challenge for perovskite LEDs for which light outcoupling is currently limited to 20%. By harnessing the special luminescent properties of perovskites, including photon recycling, with engineered optical structures, the outcoupling in the forward direction will be raised towards 100%.One way to improve a solar cell beyond the single-junction limit is to harvest the high-energy part of the solar spectrum with an organic material capable of singlet fission, a process by which the energy from one high-energy photon is shared between two lower-energy triplet exciton states. Cambridge has pioneered the science of singlet fission and developed the concept of the Photon Multiplier. In this all-optical thin-film device, incident high-energy photons (<540nm) will be converted into two low-energy photons, each at around 1000 nm, which can then be absorbed by a silicon solar cell underneath. The challenge to be undertaken here is to develop suitable photonic designs that direct the emission of these IR photons towards the Si solar cell without introducing optical losses in the module.
这种中心对中心的合作解决了一系列研究机会,这些机会需要将光电材料和器件工程与大面积太阳能电池和LED的最先进的光管理紧密结合起来。此次合作使AMOLF LMPV小组与剑桥薄膜钙钛矿和有机太阳能电池和LED研究计划密切合作,该小组因其在太阳能电池“光管理”方面的工作而受到认可。AMOLF活动集中在荷兰非常强大的太阳能电池研究“国家实验室”框架内,并带来了英国尚未系统开发的优势。用卤化铅钙钛矿制成的薄膜二极管现在支持具有优异电子性能的太阳能电池和LED,但光输入/输出耦合的挑战可能会限制性能。这对于钙钛矿LED来说是一个特别的挑战,因为光耦合目前被限制在20%。通过利用钙钛矿的特殊发光特性,包括光子再循环,以及工程光学结构,向前方向上的外耦合将提高到100%。改进太阳能电池超过单结极限的一种方法是利用能够单线态裂变的有机材料收集太阳光谱的高能部分,一个高能光子的能量在两个低能三重态激子之间共享的过程。剑桥是单态裂变科学的先驱,并提出了光子倍增器的概念。在这种全光学薄膜器件中,入射的高能光子(<540 nm)将被转换为两个低能光子,每个光子的波长约为1000 nm,然后可以被下面的硅太阳能电池吸收。这里要面临的挑战是开发合适的光子设计,将这些IR光子的发射导向Si太阳能电池,而不会在模块中引入光学损耗。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Tailoring Interlayer Charge Transfer Dynamics in 2D Perovskites with Electroactive Spacer Molecules.
  • DOI:
    10.1021/jacs.3c05974
  • 发表时间:
    2023-10-04
  • 期刊:
  • 影响因子:
    15
  • 作者:
    Boeije, Yorrick;Van Gompel, Wouter T. M.;Zhang, Youcheng;Ghosh, Pratyush;Zelewski, Szymon J.;Maufort, Arthur;Roose, Bart;Ooi, Zher Ying;Chowdhury, Rituparno;Devroey, Ilan;Lenaers, Stijn;Tew, Alasdair;Dai, Linjie;Dey, Krishanu;Salway, Hayden;Friend, Richard H.;Sirringhaus, Henning;Lutsen, Laurence;Vanderzande, Dirk;Rao, Akshay;Stranks, Samuel D.
  • 通讯作者:
    Stranks, Samuel D.
Extracting Decay-Rate Ratios From Photoluminescence Quantum Efficiency Measurements in Optoelectronic Semiconductors
从光电半导体中的光致发光量子效率测量中提取衰减率
  • DOI:
    10.1103/physrevapplied.17.044026
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Bowman A
  • 通讯作者:
    Bowman A
Local symmetry breaking drives picosecond spin domain formation in polycrystalline halide perovskite films
局部对称性破缺驱动多晶卤化物钙钛矿薄膜中皮秒自旋域的形成
  • DOI:
    10.1038/s41563-023-01550-z
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    41.2
  • 作者:
    Ashoka A
  • 通讯作者:
    Ashoka A
The role of Pb oxidation state of the precursor in the formation of 2D perovskite microplates.
前体的Pb氧化态在2D钙钛矿微孔板形成中的作用。
  • DOI:
    10.1039/d2nr06509f
  • 发表时间:
    2023-03-30
  • 期刊:
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
  • 通讯作者:
The role of lead precursors in driving competitive crystallization reactions during the formation of 2D perovskites
铅前驱体在二维钙钛矿形成过程中驱动竞争结晶反应的作用
  • DOI:
    10.26434/chemrxiv-2022-djp7h
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Antony L
  • 通讯作者:
    Antony L
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算数科教育学研究会(編), 『新版 算数科教育研究』見積りと概数・概算
数学教育研究小组(编辑),“新版数学教育研究”估计和近似数字/近似估计
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    牧野智彦
Exploring the association between mental health and extreme weather events related to climate change: a scoping review
探索心理健康与气候变化相关极端天气事件之间的关联:一项范围综述
  • DOI:
    10.1016/s0140-6736(24)02062-2
  • 发表时间:
    2024-11-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
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  • 作者:
    Masuma Pervin Mishu;MM Golam Rabbani;Silke Vereeken;Jackie Martin-Kerry;Tahzir Faiaz Chowdhury;Abrar Wahab;Saidur Rahman Mashreky;Rumana Huque;Richard Friend
  • 通讯作者:
    Richard Friend
Characterizing the Influence of Relative Humidity and Ethanol Content on the Dynamic Size Distributions of Aerosols Generated from a Soft Mist Inhaler
  • DOI:
    10.1007/s11095-025-03851-1
  • 发表时间:
    2025-04-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.300
  • 作者:
    Yiliang Lance Jiang;Jose R. Ruiz;Richard Friend;Jonathan P. Reid
  • 通讯作者:
    Jonathan P. Reid
Inclusion of chalcogens raises electron mobility
包含硫族元素可提高电子迁移率
  • DOI:
    10.1038/329014a0
  • 发表时间:
    1987-09-03
  • 期刊:
  • 影响因子:
    48.500
  • 作者:
    Richard Friend
  • 通讯作者:
    Richard Friend
Bringing molecules to order
使分子有序化
  • DOI:
    10.1038/352377a0
  • 发表时间:
    1991-08-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    48.500
  • 作者:
    Richard Friend
  • 通讯作者:
    Richard Friend

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  • 发表时间:
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  • 影响因子:
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ECCS-EPSRC Superlattice Architectures for Efficient and Stable Perovskite LEDs
用于高效稳定钙钛矿 LED 的 ECCS-EPSRC 超晶格架构
  • 批准号:
    EP/V06164X/1
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 161.41万
  • 项目类别:
    Research Grant
Unravelling ultrafast charge recombination and transport dynamics in hybrid perovskites.
揭示杂化钙钛矿中的超快电荷复合和传输动力学。
  • 批准号:
    EP/R044481/1
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 161.41万
  • 项目类别:
    Research Grant
Sir Henry Royce Institute - Cambridge Equipment
亨利·莱斯爵士研究所 - 剑桥设备
  • 批准号:
    EP/P024947/1
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 161.41万
  • 项目类别:
    Research Grant
Control of spin and coherence in electronic excitations in organic and hybrid organic/inorganic semiconductor structures
有机和混合有机/无机半导体结构中电子激发的自旋和相干性控制
  • 批准号:
    EP/M005143/1
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 161.41万
  • 项目类别:
    Research Grant
Optoelectronic Nanostructures via Polythiophene Block Copolymer Self-Assembly
通过聚噻吩嵌段共聚物自组装的光电纳米结构
  • 批准号:
    EP/K016520/1
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 161.41万
  • 项目类别:
    Research Grant
GLOBAL - Advanced Materials for Energy and Sustainable Manufacturing
全球 - 用于能源和可持续制造的先进材料
  • 批准号:
    EP/K004042/1
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 161.41万
  • 项目类别:
    Research Grant
Heterointerface control of organic semiconductor devices
有机半导体器件的异质界面控制
  • 批准号:
    EP/G060738/1
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 161.41万
  • 项目类别:
    Research Grant
SEmicoNducting SupramOlecular nanoscale wiRes and Field-Effect TransistorS (SENSORS)
半导体超分子纳米级电线和场效应晶体管(传感器)
  • 批准号:
    EP/H006877/1
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 161.41万
  • 项目类别:
    Research Grant
Manufacturable nanoscale architectures for heterojunction solar cells
可制造的异质结太阳能电池纳米级结构
  • 批准号:
    EP/F056702/1
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 161.41万
  • 项目类别:
    Research Grant
SONSEUROCORES-Supramolecular Materials for new functional structures - SUPRAMATES
SONSEUROCORES-用于新型功能结构的超分子材料 - SUPRAMATES
  • 批准号:
    EP/E037526/1
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 161.41万
  • 项目类别:
    Research Grant
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