Perovskit-Kristalle in einer künstlerischen Darstellung. Visualisierung: Christiane Kunath (PM TUD, Cfaed)
Elektronikzentrum cfaed: Hersteller müssen bei Produktion den Anti-Lösungsmittel-Einsatz besser kontrollieren
Dresden, 26. März 2021. Ein Forscherteam um Prof. Yana Vaynzof von der TU Dresden hat einen Weg gefunden, um die Ausschussrate bei der Produktion hocheffizienter Perowskit-Solarzellen zu senken: Schuld an der bisher stark schwankenden Qualität dieser neuen Generation von Sonnen-Energiesammlern sind demnach spezielle Anti-Lösungsmittel. Das haben die TU Dresden und dessen Exzellenz-Zentrum für fortgeschrittene Elektronik Dresden (Cfaed) mitgeteilt, in dem die Physikerin die Forschungsgruppe für „Neuartige Elektronik-Technologien“ leitet.
„Dramatischer Einfluss auf die finale Bauteilleistung“
„Wir haben herausgefunden, dass die Dauer, für die die Perowskitschichten dem Anti-Lösungsmittel ausgesetzt sind, einen dramatischen Einfluss auf die finale Bauteilleistung hat“, erklärte Postdoktorand Dr. Alexander Taylor von der Vaynzof-Gruppe. „Das ist eine wichtige Variable, die bisher im Herstellungsprozess keine Beachtung gefunden hat.“ Die Forscher haben daraufhin Methoden entwickelt, den Anti-Lösungsmittel-Einsatz so zu kontrollieren, das sich zuverlässig hoch-effiziente Bauteile erzeugen lassen.
Perowskit-Solarzellen gelten als neue Hoffnungsträger
Perowskit-Solarzellen sind prinzipiell schon längere Zeit bekannt, gelten seit einigen Jahren aber als neuer Hoffnungsträger in der Photovoltaik. Diese Licht-Strom-Wandler basieren nicht auf Silizium wie klassische Solarzellen, sondern aus Titanverbindungen, die nach dem russischen Mineralogen Lew Alexejewitsch Perowski (1792–1856) benannt sind. Sie sind leichter als Silizium-Zellen und brauchen in der Produktion weniger Energie. Zudem haben Forscher rund um den Erdball enorme Fortschritte dabei gemacht, den Wirkungsgrad zu erhöhen: Mittlerweile kommen Perowskit-Solarzellen auf Ausbeuten von über 29 Prozent – damit sind sie zumindest im Labor den etablierten Siliziumzellen ebenbürtig geworden. Als besonders vielversprechend gelten derzeit Tandemzellen aus Silizium und Perowskiten.
Die an der Studie beteiligten Forscherinnen und Forscher vom Cfaed und vom „Center for Advancing Electronics Dresden“ (cfaed) der TU Dresden haben ihre Befunde nun in der Fachzeitschrift „Journal Nature Communications“ veröffentlicht. Mit ihren Ansätzen wird es in Zukunft womöglich einfacher, Perowskit-Solarzellen in gleichmäßig hoher Qualität und Ausbeute herzustellen.
Autor: hw
Quellen: TUD, Cfaed, IAAP, Wikipedia
Wissenschaftliche Publikation:
„A general approach to high-efficiency perovskite solar cells by any antisolvent” von Alexander D. Taylor, Qing Sun, Katelyn P. Goetz, Qingzhi An, Tim Schramm, Yvonne Hofstetter, Maximillian Litterst, Fabian Paulus & Yana Vaynzof, in: Nature Communications 2021, 12, 1878, DOI: 10.1038/s41467-021-22049-8, https://www.nature.com/articles/s41467-021-22049-8
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