Wieder Neues von den Perowskiten

Forschungsergebnisse erleichtern Produktion neuer Solarzellengeneration

Ende Januar haben Forscher des Los Alamos National Laboratory (LANL) in der Zeitschrift Science eine neue, auf einer Lösung basierende Heißgusstechnik veröffentlicht, die das Wachstum von hocheffizienten und reproduzierbaren Solarzellen aus großflächigen Perowskit-Kristallen beschleunigt.

“Diese Perowskit-Kristalle bieten vielversprechende Wege für die Entwicklung von preiswerten, auf Sonnenergie beruhenden, sauberen globalen Energielösungen für die Zukunft”, sagte Projektleiter Aditya Mohite (Foto – mit Mitarbeiterin Wanyi Nie).

Die beiden Forscher sehen denn auch in den in anspruchsvollen Hochtemperatur-Kristallwachstumsprozessen gewachsenen State-of-the-Art-PV-Zellen mit hochreinen, großflächigen, einkristallinen Halbleitern im Wafer-Maßstab die Zukunft der effizienten Solartechnik. Solarzellen aus organisch-anorganischen Perowskiten bieten insgesamt zwar Wirkungsgrade von Silizium, sie hatten aber bisher noch einige gewichtige, ihre Rentabilität begrenzende Mängel. Diese Fehler korrigiert das Los Alamos-Verfahren jetzt.

18 % Wirkungsgrad

Die Forscher stellten plane Solarzellen aus Perowskit-Materialien mit großer kristalliner Körnung her, die Wirkungsgrade von 18% erreichten, die bisher besten unter den auf Perowskit basierenden Energieumwandlungen. Über die Temperatur konnten sie bei der Herstellung die Korngrösse in der lichtabsorbierenden Perowskit-Schicht kontrollieren. Die Größe der Kristalle hatte dabei erheblichen Einfluss auf die Effizienz der Solarzellen. Die Gruppe von Mohite führt diese Leistungssteigerung auf die geringere Zahl an Defekten, die geringen Schwankungen von Zelle zu Zelle und die höhere Mobilität der Ladungsträger in den größeren Kristallen zurück.

Folgt: Abstract aus Science