Wirkungsgrade jenseits von 20 %
Zwei Entwicklungserfolge bei Perowskit-Solarzellen publizierte Nature Communications: „Molekulare Dotierung ermöglicht skalierbare Beschichtung von effizienten Perowskit-Solarzellen ohne Lochtransportschicht“ (24.04.2018) – so der Titel der ersten Arbeit von Forschern der Universitäten von North Carolina und Nebraska–Lincoln, die sich mit skalierbaren Beschichtungen effizienter Perowskit-Solarzellen befasst. In dem Aufsatz „Wachstum von Formamidinium-Blei-Iodid-basierten Perovskiten für effiziente und stabile Solarzellen“ (23.04.2018) berichten Forscher aus Peking, Löwen und Toronto über ein Verfahren zur Bildung von Perowskit, das Cäsium effizient einbaut und so die Perowskit-Kristallisation günstig moduliert.
Molekulare Dotierung von Schichten aus Halogenidperowskit
Die Wirkungsgrade von Perowskit-Solarzellen (PSCs) erreichen mittlerweile ein so konstant hohes Niveau, dass eine skalierbare Fertigung zu niedrigen Kosten immer wichtiger wird. Dies bleibt jedoch aufgrund der teuren Elektronenlücken transportierenden Materialien und der Schwierigkeiten bei der skalierbaren Abscheidung anderer Funktionsschichten eine Herausforderung. Forscher um Leitautor Jinsong Huang (Angewandte Physik, Universität North Carolina) vereinfachten den Aufbau der Module, stellten PSCs ohne lückentransportierende Materialien mit verbesserter Photovoltaikleistung über ein skalierbares Rakelverfahren (Doctor-Blading) her.
Die molekulare Dotierung von Schichten aus Halogenidperowskit verbesserte die Leitfähigkeit der Schichten und ihren elektronischen Kontakt mit dem leitenden Substrat, was zu einem reduzierten Serienwiderstand führte. Es ermöglichte die Ausbringung photoangeregter Löcher aus Perowskit direkt auf das leitfähige Substrat. Die löcherlosen PSCs zeigten einen stabilisierten Wirkungsgrad von mehr als 20,0%. Diese Arbeit ist ein bedeutender Schritt hin zu einer skalierbaren, kostengünstigen Fertigung von PSCs mit hoher Leistung und einfachen Fertigungsprozessen.
->Quellen:
- Wu-Qiang Wu, Qi Wang, Yanjun Fang, Yuchuan Shao, Shi Tang, Yehao Deng, Haidong Lu, Ye Liu, Tao Li, Zhibin Yang, Alexei Gruverman & Jinsong Huang: Molecular doping enabled scalable blading of efficient hole-transport-layer-free perovskite solar cells, in Nature Communications – volume 9, Artikelnummer: 1625 (2018) – doi:10.1038/s41467-018-04028-8
- Yicheng Zhao, Hairen Tan, Haifeng Yuan, Zhenyu Yang, James Z. Fan, Junghwan Kim, Oleksandr Voznyy, Xiwen Gong, Li Na Quan, Chih Shan Tan, Johan Hofkens, Dapeng Yu, Qing Zhao & Edward H. Sargent: Perovskite seeding growth of formamidinium-lead-iodide-based perovskites for efficient and stable solar cells, in: Nature Communications volume 9, Artikelnummer: 1607 (2018), doi:10.1038/s41467-018-04029-7