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Research Project
Local Resources for Multifunctional Tetrahedrite-based Energy-Harvesting Applications
Funder
Authors
Publications
Using waste from the Barrigão abandoned mine as source of raw material for the synthesis of tetrahedrite-tennantite materials for a sustainable future [Resumo]
Publication . Neves, Filipe
ABSTRACT: The green transition implies the use of a broad mixture of renewable energy sources where materials science-based solutions are vital for designing improved materials and devices. Despite the progress that has been achieved in the development of materials for sustainable energy technologies, current research is still facing many challenges (e.g., materials availability and processability to achieve low cost, efficiency, durability and environmental concerns).
Recovery of mining waste as source of raw material for the synthesis of tetrahedrite-tennantite materials [Resumo]
Publication . Neves, Filipe; Esperto, Luís; Figueira, Isabel; Mascarenhas, João; Salgueiro, Rute; Silva, Teresa; Correia, J.B.; Carvalho, Patricia Almeida; De Oliveira, Daniel Pipa Soares
Structural and optical characterization of mechanochemically synthesized CuSbS2 compounds
Publication . Esperto, Luís; Figueira, Isabel; Mascarenhas, João; Silva, Teresa; Correia, J.B.; Neves, Filipe
ABSTRACT: One of the areas of research on materials for thin-film solar cells focuses on replacing In and Ga with more earth-abundant elements. In that respect, chalcostibite (CuSbS2) is being considered as a promising environmentally friendly and cost-effective photovoltaic absorber material. In the present work, single CuSbS2 phase was synthesized directly by a short-duration (2 h) mechanochemical-synthesis step starting from mixtures of elemental powders. X-ray diffraction analysis of the synthesized CuSbS2 powders revealed a good agreement with the orthorhombic chalcostibite phase, space group Pnma, and a crystallite size of 26 nm. Particle-size characterization revealed a multimodal distribution with a median diameter ranging from of 2.93 mu m to 3.10 mu m. The thermal stability of the synthesized CuSbS2 powders was evaluated by thermogravimetry and differential thermal analysis. No phase change was observed by heat-treating the mechanochemically synthesized powders at 350 degrees C for 24 h. By UV-VIS-NIR spectroscopy the optical band gap was determined to be 1.41 eV, suggesting that the mechanochemically synthesized CuSbS2 can be considered suitable to be used as absorber materials. Overall, the results show that the mechanochemical process is a viable route for the synthesis of materials for photovoltaic applications.
Estratégias fotónicas para fotovoltaico : novos avanços para além da ótica
Publication . Mendes, Manuel Joao; Sanchez-Sobrado, O.; Haque, S.; Centeno, Pedro; Alexandre, Miguel; Ribeiro, Guilherme; Boane, J.; Mateus, T.; Mouquinho, Ana; Menda, U.D.; Águas, H.; Fortunato, Elvira; Martins, Rodrigo
RESUMO: Estruturas fotónicas com tamanhos comparáveis aos comprimentos de onda da luz solar são as soluções preferenciais para melhorar a eficiência de dispositivos fotovoltaicos através de aprisionamento de luz. As micro-estruturas fotónicas aqui desenvolvidas operam no regime de ótica de ondas, pelo que foram construídos modelos eletromagnéticos que permitiram encontrar os parâmetros ótimos para aplicação no contacto frontal de diferentes tipos de tecnologias, nomeadamente em células de filme fino baseadas em silício ou perovskite. Desta forma, foram obtidas diferentes arquiteturas fotónicas de células, demonstrando melhoras de até 50% na eficiência relativamente a células de referência planas. Os resultados mostram que as vantagens da aplicação de estruturas fotónicas não estão só limitadas a ganhos óticos de melhora da absorção, mas também possibilitam outros benefícios importantes tais como: ganhos elétricos devido à melhora dos contactos transparentes, e melhor desempenho em condições ambientais devido a um encapsulamento avançado dos dispositivos que confere até propriedades de auto-limpeza dos mesmos.
Recursos locais para aplicações multifuncionais de captação de energia com base em tetraedrite
Publication . Neves, Filipe; Esperto, Luís; Figueira, Isabel; Mascarenhas, João; Correia, J.B.; Joyce, A; Guimarães, Fernanda; Salgueiro, Rute; Silva, Teresa; de Oliveira, Daniel Pipa Soares; Lopes, E.B.; Gonçalves, António Pereira; Centeno, Pedro; Mendes, M.J.; Águas, H.; Martins, Rodrigo; Gil, Luís; Almeida, Patrícia
RESUMO: Este trabalho descreve as principais linhas de investigação que estão em curso no âmbito do projeto LocalEnergy (http://localenergy.lneg.pt). LocalEnergy é um projeto multidisciplinar de Investigação, Desenvolvimento e Inovação (I&D&I), envolvendo atividades no domínio da ciência dos materiais, da geologia e das energias renováveis. Essas atividades estão orientadas para a indústria e assentam numa abordagem disruptiva visando o desenvolvimento de materiais termoelétricos, através da utilização de materiais à base de tetraedrites naturais e sintéticas, e o desenvolvimento de novos absorsores para células solares de filmes finos, usando materiais à base de tetraedrites sintéticas. Considerando que Portugal é um dos países europeus com maior nível de irradiação de energia solar e que a tetraedrite é um recurso mineral local, presente na Zona Sul Portuguesa da Faixa Piritosa Ibérica, o projeto LocalEnergy representa uma oportunidade para o desenvolvimento de sistemas energéticos sustentáveis baseados na maximização e exploração de dois importantes recursos endógenos (energia solar e recursos minerais).
Organizational Units
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Keywords
Contributors
Funders
Funding agency
Fundação para a Ciência e a Tecnologia
Funding programme
3599-PPCDT
Funding Award Number
PTDC/EAM-PEC/29905/2017