stringtranslate.com

Cristoph J. Brabec

Christoph J. Brabec (nacido el 7 de septiembre de 1966) es un científico de materiales, académico y autor austríaco . Es profesor en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales y presidente de Materiales para Tecnología Electrónica y Energética en la FAU Erlangen-Nürnberg [1] , además de director del Instituto de Investigación Energética y Climática en el Instituto Helmholtz de Erlangen-Nürnberg [2] .

Brabec es más conocido por su investigación sobre células solares orgánicas , tecnologías fotovoltaicas emergentes, energías renovables y semiconductores procesados ​​en solución (orgánicos, inorgánicos, híbridos). [3] Es autor, coautor y editor de artículos de investigación y libros, incluidos Organic Photovoltaics: Materials, Device Physics, and Manufacturing Technologies y Organic Photovoltaics: Concepts and Realization . Por su trabajo, Clarivate lo ha nombrado investigador altamente citado 10 veces desde 2014. [4]

Brabec es miembro de la Royal Society of Chemistry [ 5] y copresidente de la junta directiva de Advanced Energy Materials , que estableció con Manfred Waidhaas en 2011. [6]

Educación y comienzo de carrera

Brabec obtuvo un diploma en Física Teórica en 1992 y un doctorado en Tecnología en 1995, ambos de la Universidad Johannes Kepler de Linz , donde también trabajó como asistente de investigación de 1995 a 1998 con Serdar Sarıçiftçi . Se unió a Siemens Corporate Technology como científico investigador principal y líder de proyectos de 2001 a 2004, y recibió una habilitación en química física de la Universidad de Linz en 2003. [7]

Carrera

Brabec fue profesor honorario en la Universidad de Groningen de 2018 a 2023 [8] y ha sido profesor en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales en la FAU Erlangen-Nürnberg desde 2009, dirigiendo el Instituto de Materiales para Electrónica y Tecnología Energética. [7]

Brabec es miembro de los consejos asesores de diferentes instituciones, incluido el consorcio Amber del Trinity College y el Plastic Electronics Center del Imperial College de Londres . [9]

Brabec trabajó con Konarka Technologies en diversas funciones, desempeñándose como Director de OPV en 2004; CEO de Konarka Nürnberg y Austria en 2005; y CTO y Vicepresidente de Konarka Technologies, Lowell , EE. UU., en 2006. [10] Como CTO, fue responsable del desarrollo de los aspectos fundamentales de la tecnología fotovoltaica orgánica escalable (OPV). De 2009 a 2018 fue miembro de la junta directiva de ZAE Bayern, director científico de la división de investigación de energías renovables de ZAE en Erlangen y, al mismo tiempo, ocupó cargos como miembro de la dirección científica del Energy Campus Nürnberg de 2010 a 2018 y presidente de la junta directiva de ZAE Bayern eV de 2013 a 2016. Posteriormente, a partir de 2018 fue director del Instituto Helmholtz de Erlangen-Nürnberg, donde participó en la puesta en marcha del Centro Helmholtz para la innovación y la transferencia de tecnología dedicado a las tecnologías fotovoltaicas emergentes, conocido como Solar TAP. [11] Es portavoz del FAU Profile Center FAU Solar y del Energie Campus Nürnberg (EnCN) desde 2023. [12]

Investigación

Brabec ha contribuido al campo de la ciencia de los materiales mediante el estudio de células solares orgánicas, energía fotovoltaica emergente, semiconductores procesados ​​en solución, imágenes no destructivas y pruebas de vida útil acelerada. [3]

Obras

Brabec ha escrito, coescrito y editado libros sobre energía fotovoltaica orgánica y tecnologías. En Organic Photovoltaics: Concepts and Realization , presentó una descripción general de las células solares orgánicas/plásticas, enfatizando su relevancia en los sistemas de energía solar futuros. También coeditó Organic Photovoltaics: Materials, Device Physics, and Manufacturing Technologies con Ullrich Scherf y Vladimir Dyakonov, proporcionando información sobre el diseño exitoso de dispositivos, cubriendo materiales, física de dispositivos, fabricación y consideraciones de comercialización. En una revisión publicada en la revista IEEE Electrical Insulation Magazine , John J. Shea comentó: "Este libro tiene una profundidad técnica muy buena y, como tal, valdrá la pena para los investigadores que ingresan al campo de la energía fotovoltaica orgánica o para aquellos que ya están involucrados con la tecnología de células fotovoltaicas orgánicas. Ambos encontrarán que este libro es un excelente recurso de resultados bien ilustrados y claramente explicados de investigadores anteriores". [13]

Células solares orgánicas

Brabec investigó las células solares orgánicas a lo largo de su carrera. En 2021, puso en funcionamiento AMANDA Line One, una plataforma automatizada para la detección rápida de materiales fotovoltaicos orgánicos. [14] [15] También investigó las compensaciones de nivel de energía en células solares orgánicas, revelando que las compensaciones insignificantes limitan la eficiencia y sugiriendo el uso de emisores de infrarrojo cercano altamente luminiscentes para mejorar. [16] Además, mejoró el rendimiento de las células solares orgánicas con un factor de llenado del 77% en células de heterojunción a granel de mezcla ternaria, superando los límites de recombinación al incorporar un polímero altamente ordenado, [17] y una plataforma automatizada para la optimización eficiente y ahorradora de material de mezclas cuaternarias para mejorar la fotoestabilidad. [18]

Brabec y sus colegas exploraron el potencial industrial de las células solares orgánicas (OSC) y los módulos solares orgánicos de alta eficiencia [19] en la Fábrica Solar del Futuro, ubicada en EnCN. También destacó el potencial industrial de las células solares orgánicas de un solo componente (SCOSC) que superan a las células tradicionales de heterojunción masiva (BHJ) con cifras de mérito mejoradas, particularmente en fotoestabilidad. [20]

Brabec ha desarrollado y demostrado la producción de energía fotovoltaica orgánica en una fábrica de GW. [21]

Fotovoltaica de perovskita

El trabajo de Brabec sobre energía fotovoltaica incluyó varios aspectos de los materiales, incluidas las células solares de perovskita. En un estudio conjunto publicado en Science , presentó una nueva arquitectura de interfaz utilizando óxido de tungsteno dopado con tantalio (Ta-WOx) para células solares de perovskita, logrando alta eficiencia y estabilidad con materiales escalables de transporte de huecos. [22] También mejoró la estabilidad de la célula solar de perovskita con una composición de perovskita resistente al calor y una estructura de contacto de bicapa, manteniendo una eficiencia máxima del 99% durante 1450 horas a 65 °C. [23] Además, examinó la segregación de fases fotoinducida en perovskitas de haluro mixto y descubrió que ocurre selectivamente en los límites de grano en lugar de dentro de los centros de grano. [24]

En una investigación colaborativa, Brabec propuso un método rentable para la detección eficiente de rayos X utilizando obleas de perovskita cristalina de un milímetro de espesor (MAPbI3). [25] Su trabajo también describió un gemelo digital para materiales fotovoltaicos que emplea aprendizaje automático y experimentación de alto rendimiento para acelerar la innovación y mejorar la comprensión de la estructura y las propiedades. [26]

Premios y honores

Bibliografía

Libros seleccionados

Artículos seleccionados

Referencias

  1. ^ "Christoph J. Brabec". Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales . 26 de enero de 2017.
  2. ^ "Nuevo director en el Instituto Helmholtz de Erlangen-Nürnberg". www.hi-ern.de .
  3. ^ ab "Christoph J. Brabec". academic.google.de .
  4. ^ ab "Investigadores altamente citados". Clarivate .
  5. ^ ab "Christoph J. Brabec - FRSC". FAU Profilzentrum Solar . 30 de noviembre de 2023.
  6. ^ "Materiales energéticos avanzados".
  7. ^ ab "Prof. Dr. Christoph J. Brabec - i-MEET".
  8. ^ "Christoph Brabec impartirá tres clases magistrales | Fotofísica y Optoelectrónica". www.photophysics-optoelectronics.nl .
  9. ^ "Consejo asesor | Grupos de investigación | Imperial College London". www.imperial.ac.uk .
  10. ^ "Konarka asciende a Brabec al cargo de director de tecnología - Noticias".
  11. ^ "Energía solar rápida y flexible desde la impresora". www.hi-ern.de .
  12. ^ "Persona". Energie Campus Núremberg .
  13. ^ Shea, John (10 de marzo de 2009). "Reseñas de libros [ocho reseñas]". Revista IEEE Electrical Insulation . 25 (2): 50–53. doi :10.1109/MEI.2009.4802607 – vía CrossRef.
  14. ^ Du, Xiaoyan; Lüer, Larry; Heumüller, Thomas; Wagner, Jerrit; Berger, cristiano; Osterrieder, Tobías; Wortmann, Jonás; Langner, Stefan; Vongsaysy, Uyxing; Bertrand, Mélanie; Recubrimiento; Stubhan, Tobías; Hauch, Jens; Brabec, Christoph J. (10 de febrero de 2021). "Aclarar todo el potencial de los materiales OPV utilizando una plataforma basada en robots de alto rendimiento y aprendizaje automático". Julio . 5 (2): 495–506. Código Bib : 2021 Julios...5..495D. doi :10.1016/j.joule.2020.12.013.
  15. ^ Wagner, Jerrit; Berger, Christian G.; Du, Xiaoyan; Stubhan, Tobias; Hauch, Jens A.; Brabec, Christoph J. (1 de octubre de 2021). "La evolución de las plataformas de aceleración de materiales: hacia el laboratorio del futuro con AMANDA". Revista de ciencia de materiales . 56 (29): 16422–16446. arXiv : 2104.07455 . Código Bibliográfico :2021JMatS..5616422W. doi :10.1007/s10853-021-06281-7 – vía Springer Link.
  16. ^ Classen, Andrej; Chochos, Christos L.; Lüer, Larry; Gregoriou, Vasilis G.; Wortmann, Jonas; Osvet, Andres; Forberich, Karen; McCulloch, Iain; Heumüller, Thomas; Brabec, Christoph J. (10 de septiembre de 2020). "El papel de la vida útil del excitón para la generación de carga en células solares orgánicas con compensaciones de nivel de energía insignificantes". Nature Energy . 5 (9): 711–719. Código Bibliográfico :2020NatEn...5..711C. doi :10.1038/s41560-020-00684-7 – vía www.nature.com.
  17. ^ Gasparini, Nicola; Jiao, Xuechen; Heumueller, Thomas; Baran, Derya; Matt, Gebhard J.; Fladischer, Stefanie; Spiecker, Erdmann; Ade, Harald; Brabec, Christoph J.; Ameri, Tayebeh (22 de agosto de 2016). "Diseño de células solares de heterojunción en masa de mezcla ternaria con recombinación de portadores reducida y un factor de llenado del 77%". Nature Energy . 1 (9): 16118. Bibcode :2016NatEn...116118G. doi :10.1038/nenergy.2016.118 – vía www.nature.com.
  18. ^ Langner, Stefan; Hase, Florian; Perea, José Darío; Stubhan, Tobías; Hauch, Jens; Roch, Loïc M.; Heumüller, Thomas; Aspuru-Guzik, Alán; Brabec, Christoph J. (10 de abril de 2020). "Más allá de la OPV ternaria: los laboratorios autónomos y de experimentación de alto rendimiento optimizan los sistemas multicomponente". Materiales Avanzados . 32 (14): e1907801. arXiv : 1909.03511 . doi :10.1002/adma.201907801. PMID  32049386 – vía CrossRef.
  19. ^ Du, Xiaoyan; Heumueller, Thomas; Gruber, Wolfgang; Classen, Andrej; Unruh, Tobias; Li, Ning; Brabec, Christoph J. (10 de enero de 2019). "Células solares de polímero eficientes basadas en aceptores que no son de fulereno con una vida útil potencial del dispositivo cercana a los 10 años". Joule . 3 (1): 215–226. Código Bibliográfico :2019Joule...3..215D. doi : 10.1016/j.joule.2018.09.001 .
  20. ^ Él, Yakun; Recubrimiento; Heumüller, Thomas; Wortmann, Jonás; Hanisch, Benedicto; Aubelé, Anna; Lucas, Sebastián; Feng, Guitao; Jiang, Xudong; Li, Weiwei; Bäuerle, Peter; Brabec, Christoph J. (10 de junio de 2022). "Viabilidad industrial de células solares orgánicas monocomponente". Julio . 6 (6): 1160-1171. Código Bib : 2022 Julios...6.1160H. doi : 10.1016/j.joule.2022.05.008 .
  21. ^ "Récord mundial en energía solar". FAU Erlangen-Nürnberg . 19 de diciembre de 2023.
  22. ^ Hou, Yi; Du, Xiaoyan; Scheiner, Simon; McMeekin, David P.; Wang, Zhiping; Li, Ning; Killian, Manuela S.; Chen, Haiwei; Richter, Moses; Levchuk, Ievgen; Schrenker, Nadine; Spiecker, Erdmann; Stubhan, Tobias; Luechinger, Norman A.; Hirsch, Andreas; Schmuki, Patrik; Steinrück, Hans-Peter; Fink, Rainer H.; Halik, Marcus; Snaith, Henry J.; Brabec, Christoph J. (10 de diciembre de 2017). "Una interfaz genérica para reducir la brecha eficiencia-estabilidad-costo de las células solares de perovskita". Science . 358 (6367): 1192–1197. Código Bibliográfico :2017Sci...358.1192H. doi :10.1126/science.aao5561. PMID  29123021 – vía CrossRef.
  23. ^ Zhao, Yicheng; Heumueller, Thomas; Zhang, Jiyun; Luo, Junsheng; Kasian, Olga; Langner, Stefan; Kupfer, Christian; Liu, Bowen; Zhong, Yu; Elia, Jack; Osvet, Andres; Wu, Jianchang; Liu, Chao; Wan, Zhongquan; Jia, Chunyang; Li, Ning; Hauch, Jens; Brabec, Christoph J. (10 de febrero de 2022). "Una estructura polimérica conductora bicapa para células solares de perovskita planas con más de 1400 horas de estabilidad operativa a temperaturas elevadas". Nature Energy . 7 (2): 144–152. Código Bibliográfico :2022NatEn...7..144Z. doi :10.1038/s41560-021-00953-z – vía www.nature.com.
  24. ^ Tang, Xiaofeng; van den Berg, Marius; Gu, Ening; Horneber, Anke; Matt, Gebhard J.; Osvet, Andres; Meixner, Alfred J.; Zhang, Dai; Brabec, Christoph J. (14 de marzo de 2018). "Observación local de la segregación de fases en perovskita de haluro mixto". Nano Letters . 18 (3): 2172–2178. Bibcode :2018NanoL..18.2172T. doi :10.1021/acs.nanolett.8b00505. PMID  29498866 – vía CrossRef.
  25. ^ Shrestha, Shreetu; Fischer, René; Matt, Gebhard J.; Feldner, Patricio; Michel, Thilo; Osvet, Andrés; Levchuk, Ievgen; Merle, Benoit; Golkar, Saeedeh; Chen, Haiwei; Tedde, Sandro F.; Schmidt, Oliver; Hock, Rainer; Rührig, Manfred; Göken, Mathias; Heiss, Wolfgang; Antón, Gisela; Brabec, Christoph J. (10 de julio de 2017). "Detectores de rayos X de conversión directa de alto rendimiento basados ​​en obleas de perovskita de triyoduro de plomo híbrido sinterizado". Fotónica de la naturaleza . 11 (7): 436–440. Código Bib : 2017NaPho..11..436S. doi :10.1038/nphoton.2017.94 – vía www.nature.com.
  26. ^ Lüer, Larry; Peters, Ian Marius; Smith, Ana Sunčana; Dorschky, Eva; Eskofier, Bjoern M.; Liers, Frauke; Franke, Jörg; Sjarov, Martin; Brossog, Matthias; Guldi, Dirk M.; Maier, Andreas; Brabec, Christoph J. (10 de febrero de 2024). "Un gemelo digital para superar los desafíos a largo plazo en la energía fotovoltaica". Joule . 8 (2): 295–311. arXiv : 2305.07573 . Código Bibliográfico :2024Joule...8..295L. doi :10.1016/j.joule.2023.12.010.