Perowskit-Solarzellen aus dem Steckplatz-Die-Coater – ein Schrittgeschwindigkeit in Richtung industrielle Fertigung
von Staff Writern
Hauptstadt von Deutschland, Deutschland (SPX) 17.03.2023
Solarzellen aus Metallhalogenid-Perowskiten klappen hohe Wirkungsgrade und ihre Herstellung aus flüssigen Tinten gesucht nur wenig Leistungsabgabe. Den Herstellungsprozess untersucht ein Team um Prof. Dr. Eva Unger am Helmholtz-Zentrum Hauptstadt von Deutschland. An dieser Röntgenquelle BESSY II hat die Schar die optimale Zusammensetzung von Precursor-Tinten pro die Herstellung hochwertiger FAPbI3-Perowskit-Dünnschichten durch Schlitzdüsenbeschichtung analysiert. Die mit diesen Tinten hergestellten Solarzellen wurden ein Jahr weit unter realen Bedingungen im Feld getestet und hinaus Minimodulgröße skaliert.
Metallhalogenid-Perowskite gelten denn im besonderen kostengünstige und vielversprechende Materialklasse pro Solarmodule dieser nächsten Generation. Perowskit-Solarzellen können mit Beschichtungsprozessen unter Verwendung von flüssigen Tinten aus Vorläufermaterialien und verschiedenen Lösungsmitteln hergestellt werden. Nachdem dem Beschichten verdunsten die Solvens und die Perowskite kristallisieren zu einer mehr oder weniger homogenen Schicht aus.
Optionen zum Hochskalieren
Dies Team von Prof. Dr. Eva Unger am Helmholtz-Zentrum Hauptstadt von Deutschland verfügt jenseits umfassende Expertise in lösungsbasierten Verarbeitungsverfahren und untersucht Möglichkeiten zur Hochskalierung. „Perowskit-Photovoltaik ist die beste aus Störungsbehebung verarbeitbare PV-Technologie, die es gibt“, sagt Eva Unger, „trotzdem wir beginnen ohne Rest durch zwei teilbar erst zu verstehen, wie sich dasjenige komplexe Zusammenspiel dieser Lösungsmittelkomponenten hinaus die Qualität dieser Perowskit-Schichten auswirkt.“
Schwankungen dieser Zähflüssigkeit
Denn unter großflächiger Beschichtung dieser Halogenid-Perowskit-Schichten können unerwünschte Inhomogenitäten sichtbar werden, etwa sogenannte Ribbing-Strukturen. „Durch Variation dieser Zähflüssigkeit dieser Tinte lassen sich solche Effekte minimieren“, sagt Jinzhao Lithium, dieser unter Unger promoviert.
An BESSY II hat er untersucht, wie sich unterschiedliche Lösungsmittelkombinationen hinaus die Kristallisation dieser Perowskit-Filme auswirken. Die besten pin-FAPbI3-Perowskit-Solarzellen klappen damit im Labormaßstab zusammenführen zertifizierten Wirkungsgrad von 22,3 %. Jinzhao Lithium produzierte fernerhin Mini-Solarmodule (aktive Fläche von 12,6 cm2) mit Kollegen aus dem HySPRINT-Innovationslabor und PVcomB, die Wirkungsgrade von etwa 17 % erreichten.
Outdoor-Test pro ein Jahr
Dies Team von Dr. Carolin Ulbrich testete die optimierten Solarzellen ein ganzes Jahr weit hinaus dieser Freilandtestanlage von PVcomB: Dieserfalls blieb dieser Wirkungsgrad im Winter und Frühling nahezu stabil und sank nur in den wärmeren Sommermonaten. „Jene Tests größerer Module unter realen Bedingungen verschenken uns wertvolle Hinweise hinaus Degradationsmechanismen, um anschließend die Langzeitstabilität dieser Halogenid-Perowskit-Photovoltaik weiter zu verbessern“, sagt Eva Unger.
Forschungsbericht:Tintendesign ermöglicht Steckplatz-Die-beschichtete Perowskit-Solarzellen mit >22 % Leistungsumwandlungseffizienz, Mikromodulen und 1 Jahr Leistungsbewertung im Freien
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