Der Verlust von Ladungsträgern – auch als Rekombination bezeichnet – folgt bei Perowskit-Solarzellen „anderen physikalischen Gesetzmäßigkeiten, als man es von den meisten Halbleitern her kennt“. Dies ist das Resultat von Messungen mittels sogenannter transienter Photolumineszenz, einer neuartigen Methode, die Thomas Kirchartz und sein Team am Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK-5) des Forschungszentrums Jülich entwickelt haben.
Beim Auftreffen von Licht werden in einer Solarzelle Elektronen aus ihrer Bindung gelöst und vom Valenzband, in dem dann ein Elektronenloch entsteht, auf das Leitungsband angehoben. Wenn dieser angeregte Zustand lang genug andauert, gelangen die Elektronen zum elektrischen Kontakt und geben ihre Energie ab. Fallen sie hingegen zu früh ins Valenzband zurück, können sie nicht zum Stromfluss beitragen. Diese Rekombination, die vor allem durch Defekte im Kristallgitter ausgelöst wird, „ist der wesentliche Verlustprozess einer jeden Solarzelle“, so Kirchartz.
Grafik: Forschungszentrum Jülich
Die Rekombination erfolgt nach bisheriger Annahme vor allem aufgrund „tiefer Defekte“ in der Mitte der Bandlücke zwischen Valenz- und Leistungsband. Für die meisten Solarzellentypen sei diese Annahme wohl auch korrekt, doch für Perowskit-Solarzellen habe man sie „widerlegt“: Bei den Messungen hat das Forschungsteam festgestellt, dass hier die „flachen Defekte“ in der Nähe des Valenz- oder Leitungsbands für die Rekombination ausschlaggebend sind.
„Die Ursache für dieses ungewöhnliche Verhalten ist noch nicht restlos geklärt“, so Kirchartz. Naheliegend sei aber die Vermutung, „dass tiefe Defekte in diesen Materialien einfach nicht existieren können. Diese Restriktion ist dann womöglich auch einer der Gründe für die besondere Effizienz der Zellen.“ Mit Perowskit-Halbleitern wurden bereits Wirkungsgrade über 25 Prozent erreicht, und deutlich höhere Werte gelten als möglich. Die Ergebnisse der Forschungsgruppe sind im Fachmagazin „Nature Materials“ veröffentlicht.
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Wem darf man die Schuld geben, wenn die Kolpotierten Weisheiten (Möglich Flache Ost West Anlagen, 85% Effizienz ) einfach nur blödsinn sind im.Alltag??