Forschenden des Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering (NIMTE) der Chinesischen Akademie der Wissenschaften ist es gelungen, die Beständigkeit der Perowskite auf Tandemsolarzellen zu erhöhen. Das schreiben die Wissenschaftler in einem Beitrag für “Nature”. Es geht dabei um die Kombination von Perowskiten als Oberschicht mit Zellen aus Kupfer-Indium-Gallium-Selenid (CIGS). Letztere böten Vorteile hinsichtlich der Lichtabsorption, der Empfindlichkeit bei niedrigen Temperaturen und der Betriebsstabilität. In der Kombination mit einer Oberzelle aus Perowskit-Material versprechen sie für leichtgewichtige Anwendungen hohe Wirkungsgrade.

Doch nach Auskunft der Forschenden sei es nach wie vor eine Herausforderung, dass qualitativ hochwertige Perowskit-Topzellen auf den rauen Oberflächen flexibler CIGS-Bodenzellen dauerhaft haften.

Dem Team von Prof. Ye Jichun vom NIMTE sei es nun gelungen, mit einer neuen Antisolvent-Strategie, die Leistung von Perowskit-Topzellen auf rauen Oberflächen zu verbessern.

Die Wissenschaftler trennten dafür die Prozesse der Adsorption und der Auflösung der selbstorganisierten Monoschicht (SAM) und integrierten gleichzeitig die Auftragung der Perowskite. Sie verwendeten dafür ein hochpolares Lösungsmittel, um eine SAM-Klumpenbildung während der Auflösung zu verhindern. Gleichzeitig brachten sie ein niedrigpolares Lösungsmittel als Antisolvens zum Einsatz, um die Bildung einer dichten SAM während der Adsorption zu fördern. Darüber hinaus verbesserte eine vorgemischte Keimschicht die Benetzbarkeit und Kristallinität des Perowskits und sorgte für eine starke Haftung auf dem Substrat.

Mit diesen Innovationen habe das Team eine 1,09 cm² große flexible monolithische Perowskit/CIGS-Tandemsolarzelle herstellen können. Diese habe einen stabilisierten Wirkungsgrad von 24,6 % (zertifiziert mit 23,8 %) erreicht. Dies sei einer der bisher höchsten Werte für flexible Dünnschichtsolarzellen.

Nach 320 Betriebsstunden und 3.000 Biegezyklen bei einem Radius von 1 cm behielt die Tandemsolarzelle mehr als 90 % ihres ursprünglichen Wirkungsgrads bei.

Quelle: Nature | www.solarserver.de © Solarthemen Media GmbH