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03.05.2019 | Photovoltaik | Nachricht | Onlineartikel

Anorganische Perowskit-Absorber für den Einsatz in Dünnschicht-Solarzellen

Autor:
Leyla Buchholz

Einem Team am Helmholtz-Zentrum Berlin ist es gelungen, durch Ko-Verdampfung anorganische Perowskit-Dünnschichten bei moderaten Temperaturen herzustellen – ein Nachtempern bei hohen Temperaturen entfällt. Dadurch lassen sich Dünnschichtsolarzellen aus diesem Material deutlich leichter herstellen.


Weltweit forschen Teams mit Hochdruck an der Entwicklung von Perowskit-Solarzellen. Dabei liegt der Schwerpunkt auf metallorganischen Hybrid-Perowskiten, deren Kristallstruktur sich sowohl aus anorganischen Elementen wie Blei und Iod als auch aus einem organischen Molekül zusammensetzt. Vollständig anorganische Perowskit-Halbleiter wie CsPbI3 besitzen die gleiche kristalline Architektur wie hybride Perowskite, beinhalten aber statt eines organischen Moleküls ein Alkali-Metall wie Cäsium. Dadurch sind sie deutlich stabiler als Hybrid-Perowskite, erfordern aber üblicherweise einen Herstellungs-Schritt bei sehr hoher Temperatur von mehreren Hunderten Grad Celsius. Aus diesem Grund lassen sich anorganische Perowskit-Halbleiter bisher nur schwer in Dünnschicht-Solarzellen integrieren, die hohe Temperaturen nicht vertragen. Nun ist es einem Team um Dr. Thomas Unold gelungen, anorganische Perowskit-Halbleiter bei moderaten Temperaturen herzustellen, sodass sie künftig auch in verschiedenen Dünnschicht-Zellen genutzt werden könnten.

In Zusammenarbeit mit der Nachwuchsgruppe von Prof. Steve Albrecht am HZB wurden mithilfe dieser optimierten CsPbI3-Schichten Perowskit-Solarzellen mit einem Wirkungsgrad von mehr als 12 % und einer Stabilität von mehr als 1200 Stunden demonstriert. “Wir haben gezeigt, dass sich auch anorganische Perowskit-Absorber für den Einsatz in Dünnschicht-Solarzellen eignen könnten, wenn man sie entsprechend herstellen kann. Wir gehen gegenwärtig davon aus, dass sich solche Bauelemente noch sehr stark optimieren lassen“, sagt Unold.

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