Quelle: Perowskit-Info
Das EPFL-Team entwirft ein Tandemzellenbild mit Rekordeffizienz
Die Forscher erklären, dass die Schaffung einer effektiven Tandemstruktur durch Überlagerung zweier Materialien keine leichte Aufgabe ist. "Die Oberfläche von Silizium besteht aus einer Reihe von Pyramiden mit einer Größe von etwa 5 Mikrometern, die Licht einfangen und dessen Reflexion verhindern. Aufgrund der Oberflächentextur ist es jedoch schwierig, einen homogenen Film aus Perowskit abzuscheiden", erklärt Quentin Jeangros, Mitverfasser der Papier. Ein häufiges Problem bei solchen Zellen ist die Tatsache, dass sich der Perowskit in flüssiger Form in den Tälern zwischen den Pyramiden ansammelt, während die Spitzen unbedeckt bleiben, was zu Kurzschlüssen führt. Das Team ging dieses Problem an, indem es mithilfe von Verdampfungsmethoden eine anorganische Basisschicht bildete, die die Pyramiden vollständig bedeckte. Diese Schicht ist porös und ermöglicht es ihr, die flüssige organische Lösung zurückzuhalten, die dann unter Verwendung einer Dünnfilmabscheidungstechnik, die als Schleuderbeschichtung bezeichnet wird, zugegeben wird. Anschließend erhitzen die Forscher das Substrat auf eine relativ niedrige Temperatur von 150 ° C, um einen homogenen Perowskitfilm auf den Siliziumpyramiden zu kristallisieren.
"Bisher bestand der Standardansatz für die Herstellung einer Perowskit / Silizium-Tandemzelle darin, die Pyramiden der Siliziumzelle auszugleichen, wodurch ihre optischen Eigenschaften und damit ihre Leistung beeinträchtigt wurden, bevor die Perowskit-Zelle darauf abgeschieden wurde. Außerdem wurden Stufen hinzugefügt zum Herstellungsprozess ", sagt ein Teammitglied.
Der neue Tandemzellentyp ist hocheffizient und direkt kompatibel mit einkristallinen Technologien auf Siliziumbasis, die von langjähriger Industriekompetenz profitieren und bereits rentabel produziert werden. "Wir schlagen vor, Geräte zu verwenden, die bereits in Betrieb sind, und fügen nur ein paar spezifische Schritte hinzu. Die Hersteller werden keine völlig neue Solartechnologie einführen, sondern lediglich die Produktionslinien aktualisieren, die sie bereits für Zellen auf Siliziumbasis verwenden", erklärt Christophe Ballif, Leiter des Photovoltaik-Labors der EPFL und des PV-Zentrums des CSEM.
Derzeit wird weiter geforscht, um die Effizienz weiter zu steigern und dem Perowskitfilm mehr Langzeitstabilität zu verleihen. Obwohl das Team den Durchbruch geschafft hat, bleibt noch viel zu tun, bevor die Technologie kommerziell übernommen werden kann.
