Graduiertenschule HyPerCells Perowskit-Solarzellen mit Rekordwirkungsgrad

An der Universität Potsdam im Rahmen von HyPerCells entwickelte hocheffiziente Perowskit-Solarzelle
An der Universität Potsdam im Rahmen von HyPerCells entwickelte hocheffiziente Perowskit-Solarzelle

Der Wikungsgrad von Solarzellen ist sehr niedrig. Mitglieder der Graduiertenschule HyPerCells gelang es nun, den Wirkungsgrad von Perowsit-Solarzellen zu erhöhen. Dies solla ber nur der Anfang sein.

Mitglieder der Berlin-Potsdamer Graduiertenschule HyPerCells haben Perowskit-Dünnschichtsolarzellen mit Wirkungsgraden von 21,4 % entwickelt. Das klingt zwar nicht viel, ist aber ein neuer Rekord für »invertierte« Perovskit-Solarzellen mit undotierten Kontaktschichten. Seit ihrer Entdeckung 2009 haben die Solarzellen eine rasante Entwicklung durchlaufen und gelten als eine der vielversprechendsten Photovoltaik-Technologien.

Verständnis maximieren, Verluste minimieren

Den beteiligten Arbeitsgruppen ist es gelungen, ein  detailliertes Verständnis der chemischen und physikalischen Prozesse in Perowskit-basierten Dünnschichtsolarzellen zu erarbeiten und darauf aufbauend Defekte und Verlustprozesse zu minimieren. Ausgehend von einer systematischen Optimierung der inneren Grenzflächen und der Transportprozesse in den einzelnen Schichten konnten unter Leitung von Prof. Dr. Dieter Neher (Universität Potsdam) Solarzellen mit einem Wirkungsgrad von 21,4 % realisiert werden.

Tandem-Solarzellen

Perowskite zeichnen sich durch eine sehr breite Einstellbarkeit der optischen Bandlücke aus, was sie für die Anwendung in sogenannten Tandem-Solarzellen besonders attraktiv macht. Nächstes Ziel der Wissenschaftler ist es, die effizienten Perowskitzellen mit klassischen Silizium-Solarzellen zu kombinieren und den Wirkungsgrad dadurch nochmals auf bis zu 30 % zu erhöhen. Außerdem lässt der niedrigtemperierte Herstellungsprozess der Perowskitzellen die Prozessierung auf flexible Substraten zu, was mit den meisten klassischen Halbleitermaterialien nicht möglich ist und ihren Anwendungsbereich drastisch erweitert.

Die vor zwei Jahren gegründete Graduiertenschule HyPerCells ist eine gemeinsame Einrichtung der Universität Potsdam und des Helmholtz Zentrums Berlin für Energie und Materialien GmbH.