Eine Gruppe von Forschern des Helmholtz-Zentrums Berlin (HZB) und der saudischen King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) hat eine Perowskit-Silizium-Tandemsolarzelle hergestellt, die eine effiziente Ladungsextraktion und Grenzflächenpassivierung ermöglicht.
„Perowskit-Silizium-Tandems haben ihr Hochleistungspotenzial überzeugend unter Beweis gestellt, viele Gruppen erreichen inzwischen Wirkungsgrade von mehr als 30 Prozent“, erklärte der Hauptautor der Studie, Stefaan De Wolf von der KAUST, gegenüber pv magazine. Die Übertragung dieser Ergebnisse aus dem Labormaßstab auf industrielle Prozesse bedeutet jedoch eine Herausforderung. „Wir zeigen hier zertifizierte Wirkungsgrade von über 31 Prozent, bei Verwendung von Blade-beschichteten Perowskiten. Die Tandemzellen weisen dank der Kontaktpassivierung mit 2D-Perowskiten verbesserte Leistungen auf“.
In der kürzlich in der Fachzeitschrift Joule veröffentlichten Studie „Efficient blade-coated perovskite/silicon tandems via interface engineering“ erklären die Wissenschaftler, dass sie eine Blade- anstelle einer Spin-Beschichtung verwendeten, weil letztere aufgrund des begrenzten Durchsatzes derzeit Probleme bei der Skalierung bereitet. Sie wurde insbesondere verwendet, um das 3D-Perowskit auf einer 2D-Perowskit-Schicht der Zelle abzuscheiden, die eine invertierte p-i-n-Bauelementkonfiguration aufweist.
„Indem wir die angestrebte Dimensionalität (n) des 2D-Perowskit-Films, der vor dem 3D-Perowskit hergestellt wird, abstimmen, minimieren wir die Fehlanpassung des Energieniveaus an der unteren Grenzfläche, erreichen eine effiziente Löcherextraktion und reduzieren die Leistungsverluste in unseren blattbeschichteten p-i-n-Bauelementen“, so die Wissenschaftler. Sie stellten fest, dass diese Konfiguration dem oberen Perowskit-Element zu einem Wirkungsgrad von 22,6 Prozent, einer Leerlaufspannung von 1,23 Volt und einem Füllfaktor von 82 Prozent verhilft.
Tandemzelle mit einem Quadratzentimeter Fläche
Mit dieser Konfiguration baute die Forschungsgruppe eine ein Quadratzentimeter große gekapselte Tandemzelle auf der Grundlage eines Substrats aus Indiumzinnoxid (ITO), mehrerer Schichten aus amorphem Silizium (a-Si), eines kristallinen Siliziumabsorbers, eines transparenten Rückkontakts aus Indiumzinkoxid (IZO), der 2D-Perowskitschicht, die Blade-beschichtete 3D-Perowskit-Schicht, eine p-Phenylendiaminiumjodid (PDAI)-Schicht, eine Elektronentransportschicht (ETL) aus thermisch aufgedampftem Buckminsterfulleren (C60), eine Zinnoxid (SnO2)-Schicht, eine weitere IZO-Schicht, eine Antireflexionsschicht auf der Basis von Magnesiumfluorid (MgF2) und ein Silber-Metallkontakt.
Unter Standard-Einstrahlungsbedingungen getestet, zeigte diese Tandemzelle auch, dass sie für 1.700 Stunden rund 80 Prozent ihres ursprünglichen Wirkungsgrads unter einer „1-sun“-Solarstrahlung beibehalten kann. „Unsere Gesamtstrategie mit einer robusten Perowskit-Zusammensetzung und einer unteren 2D-Grenzfläche ermöglichte es, dass Blade-beschichtete Tandems zum ersten Mal in der Literatur mit einem am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) gemessenen Wirkungsgrad von 31,2 Prozent zertifiziert werden konnten“, so die Wissenschaftler.
Die King Abdullah University of Science and Technology hat im vergangenen August bekannt gegeben, dass sie mit einem neuen Perowskit-Zusatzstoff namens Tetrahydrotriazinium einen Wirkungsgrad von 33,7 Prozent für eine Perowskit-Silizium-Tandemzelle erreicht hatte. Im Jahr 2021 gab das HZB bekannt, dass es eine Perowskit-Silizium-Tandemzelle mit einem Wirkungsgrad von 29,8 Prozent hergestellt hat, was seinerzeit einen Weltrekord für diese Zellarchitektur darstellte.
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Lebensdauer erhöhen!!
Beachtensweert sind hier 2 Fakten:
Zuallererst, dass !eine saudische Universität!
!sowohl über-nationale Anerkennung geniessst! Anerkennung!
! als auch fähig ist, weltweite Führung einer neuen Technologie zu beweisen !
– !“Im Zusammenhang mit Corona wurde mr Ähnliches erstmals bekannt ! –
Zweitens, dasss wir nun -zwar erst im Kleiversuch – und als Kurzzeit-Eigenschaft-
dem auf der Erde naturgesetzlich möglichen Grenz-Wirkungsgrad von nahe 46% näher sind –
die Ab-Wärme bei PV also deutlich geringer (nahe 70%) kommt –
….
während mir absolut nicht nachvollziehbar ist, dass man bei Wasserstoff
wo “ wir“ !unter Berücksichtigung a l l e r Verluste noch unter 5% End-Wirkungsgrad liegen,
bereits Gross-Anlagen auf die Beine stellen ?!?.
Alles Gute – und Glück auf !
Wolfgang Gerlach
Ungeachtet Ihrer Falschaussagen bezüglich der von ihnen beschriebenen „Abwärme“ von PV-Anlagen, was auch bereits mehrfach durch Nutzer korrigiert wurde, beschreiben Sie hinsichtlich des Wasserstoffs nicht einmal die Rahmenbedingungen sowie Anwendung, beschweren sich aber über nicht einmal 5% Endwirkungsgrad (lol).
Amüsanterweise wurde Wasserstoff zusätzlich mit keiner Silbe in diesem Artikel erwähnt.
Ich finde es sehr schade, dass hier immer wieder und leider in immer stärkerem Ausmaß derartigem Unsinn eine Plattform gegeben wird. Das stört in der Übersicht und wird von einigen „Usern? Bots? Trollen?“ derart ausgenutzt, dass ganze Kommentarabteilungen mit kaum zu lesenden, geschweige denn zu verstehenden, hanebüchenem Unsinn zugemüllt werden.
Hier wird hier sogar teilweise rassistischer Content mit in technisch anmutende Beiträge geschmuggelt. Genau so funktioniert Desinformation 🙁