Was geschieht an SAM-Passivierungsschichten?

Veröffentlicht am21. August 202122. August 2021Autorgh

HZB mit Fortschritten in der Perowskit-Solarzellen-Forschung

Verluste treten in allen Solarzellen auf. Eine Ursache ist die Rekombination von Ladungsträgern an den Grenzflächen. Zwischenschichten an solchen Grenzflächen können diese Verluste durch sogenannte Passivierung verringern. Besonders gut für die Passivierung von Perowskit-Halbleiteroberflächen eignen sich selbstorganisierte Monolagen (SAMs) aus organischen Molekülen mit einem Carbazol-Kern. Das hat ein Team um den HZB-Physiker Prof. Steve Albrecht mit einer Gruppe der Technischen Universität Kaunas in Litauen bereits vor einiger Zeit gezeigt und damit eine Silizium-Perowskit-Tandemsolarzelle mit einem Rekordwirkungsgrad von mehr als 29 Prozent entwickelt.

Perowskit-Solarzelle im HZB-Institut für Si-PV - Foto © Gerhard Hofmann für Solarify

Perowskit-Solarzelle im HZB-Institut für Si-PV – Foto © Gerhard Hofmann für Solarify

Nun hat eine Gruppe am HZB erstmals die Ladungsträgerdynamik an der Perowskit/SAM-modifizierten ITO-Grenzfläche genauer analysiert. Aus zeitaufgelösten Messungen der Oberflächenphotospannung konnten sie mit Hilfe eines kinetischen Modells die Dichte von „Elektronenfallen“ an der Grenzfläche sowie die Lochtransferraten extrahieren. Ergänzende Informationen lieferte die Messung der zeitaufgelösten Photolumineszenz.

„Wir konnten Unterschiede in der Passivierungsqualität, der Selektivität und den Lochtransferraten in Abhängigkeit von der Struktur des SAMs feststellen“, erklärt Igal Levine, Postdoc am HZB und Erstautor der Arbeit. „Wir haben gezeigt, dass wir damit eine relativ einfache Technik zur Verfügung haben, um die Ladungsextraktion an vergrabenen Grenzflächen zu quantifizieren.“ Das könnte das Design idealer ladungsselektiver Kontakte künftig erheblich erleichtern.

->Quellen:

helmholtz-berlin.de/news_seite
Perowskit/Silizium Tandemsolarzellen an der Schwelle zu 30 % Wirkungsgrad
Igal Levine, Amran Al-Ashouri, Artem Musiienko, Hannes Hempel, Artiom Magomedov, Aida Drevilkauskaite, Vytautas Getautis, Dorothee Menzel, Karsten Hinrichs, Thomas Unold, Steve Albrecht and Thomas Dittrich: Charge Transfer Rates and Electron Trapping at Buried Interfaces of Perovskite Solar Cells, in: Joule 2021, open access, DOI: 10.1016/j.joule.2021.07.016

EU-Kommission gibt Weg frei für Förderung von 24 deutschen IPCEI-Wasserstoffprojekten

BMWK: Wichtiger Meilenstein für Wasserstoffhochlauf in Deutschland Die Europäische Kommission hat 24 deutsche Projekte des „IPCEI Wasserstoff“ (Important Project of Common European Interest) genehmigt. Die deutschen Projekte sind Teil der sogenannten „Infrastruktur-Welle“ (Hy2Infra) des IPCEI Wasserstoff mit insgesamt 33 Projekte mehrerer EU-Länder, die gemeinsam die beihilferechtliche Genehmigung erhalten haben. Nach der Genehmigung auf EU-Ebene am 15.02.2024 werden nun die nationalen Förderbescheide ausgestellt. Die Bundesregierung und die jeweiligen Bundesländer planen sich mit rund 4,6 Mrd. Euro an den deutschen IPCEI-Wasserstoffinfrastrukturprojekten zu beteiligen.
„Dreifachkrise aus Klimawandel, Biodiversitätsverlust und Verschmutzung der Ökosysteme“

Bericht der Bundesregierung zur Kreislaufwirtschaft Als Unterrichtung durch die Bundesregierung (20/10950) liegt nun der Bericht „Kreislaufwirtschaft – Herausforderungen und Wege der Transformation“ vor, meldet der parlamentseigene Pressedienst heute im bundestag. Der Bericht spricht von einer „Dreifachkrise aus Klimawandel, Biodiversitätsverlust und Verschmutzung der Ökosysteme“. In dem Papier werden Inhalte weiterer Transformationsberichte gebündelt, die in die Überarbeitung der Deutschen Nachhaltigkeitsstrategie eingehen sollen, heißt es. (Grafik: Transformationsbericht der Bundesregierung zur Kreislaufwirtschaft – Transformationsbereiche, Off-track-Indikatoren, Maßnahmen – © BMUV)
H&M Group gründet Kreislauf-Tochter Syre

Neues Unternehmen für Textil-zu-Textil-Recycling von Polyester Das gemeinsam mit Vargas Holding gegründete Unternehmen Syre, das auch von TPG Rise Climate unterstützt werde, zielt laut einer Medienmitteilung von H&M (vom 06.03.2024) darauf ab, das Textil-zu-Textil-Recycling von Polyester rasch auszuweiten und zu einer nachhaltigeren Textilindustrie beizutragen. Die H&M Group hat mit Syre eine Abnahmevereinbarung im Wert von insgesamt 600 Mio. USD über einen Zeitraum von sieben Jahren abgeschlossen. Damit wird ein erheblicher Teil des langfristigen Bedarfs der H&M Group an recyceltem Polyester gedeckt, das derzeit hauptsächlich aus rPET-Flaschen zu Textilien verarbeitet wird.
Effizientere Methode zur Lithium-Gewinnung aus Bergbau, Ölfeldern und Altbatterien

Fünfmal mehr als mit herkömmlihen Methoden Chemiker des Oak Ridge National Laboratory (ORNL) des US-Energieministeriums haben eine effizientere Methode zur Extraktion von Lithium (Delithierung) aus Abfallflüssigkeiten entwickelt, die aus Bergwerken, Ölfeldern und gebrauchten Batterien stammen. Sie wiesen laut einer Medienmitteilung vom 16.04.2024 auf der Webseite des ORNL nach, dass ein gewöhnliches Mineral mindestens fünfmal mehr Lithium adsorbieren kann, als dies mit zuvor entwickelten Adsorptionsmitteln möglich ist. (Grafik: Aluminiumhydroxid kann in einem einzigen Schritt 37 mg Lithium pro Gramm rückgewinnbares Sorptionsmittel extrahieren – Grafik © Jayanthi Kumar, Parans Paranthaman und Philip Gray_ORNL, U.S. Dept. of Energy)
EU-Kommission genehmigt neue benzin- und dieselfreie Zone in Stockholm

Vorbild für andere Großstädte? Die EU-Kommission hat die Einrichtung einer neuen Umweltzone im Stockholmer Stadtzentrum genehmigt, berichtet Charles Szumski am 19.04.2024 in EURACTIV. Dort sollen ab 2025 Benzin- und Dieselautos komplett verboten werden. Im vergangenen Jahr beschloss die grün-rote Koalition der schwedischen Hauptstadt die Einführung einer Umweltzone der Klasse 3. Dadurch werden Benzin- und Dieselautos praktisch aus diesem Gebiet verbannt (Euractiv berichtete).
19 Prozent Einkommensverlust weltweit durch Klimawandel bis 2050

36 Billionen Euro Schäden pro Jahr Selbst wenn Treibhausgas-Emissionen sofort drastisch reduziert würden, müsste die Weltwirtschaft aufgrund des Klimawandels bis 2050 bereits mit einem Einkommensverlust von 19 Prozent rechnen, so die am 17.04.2024 veröffentlichte Medienmitteilung des des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK) über eine in Nature veröffentlichte Studie. Diese Schäden sind sechsmal höher als die Vermeidungskosten zur Begrenzung der globalen Erwärmung auf zwei Grad. Auf der Grundlage von empirischen Daten aus mehr als 1.600 Regionen der letzten 40 Jahre haben PIK-Forschende die zukünftigen Auswirkungen veränderter klimatischer Bedingungen auf das Wirtschaftswachstum berechnet. (Grafik: Einkommensveränderungen bis 2049 im Vergleich zu einer Wirtschaft ohne Klimawandel – © Kotz et al., Nature, PIK-Potsdam)
Verbesserung der Kreislaufwirtschaft in Textilindustrie und Textilmaschinenbau

Projekt CirclE dank 10 R-Strategien Nur etwa 12 Prozent aller Materialien in der Textilindustrie werden gegenwärtig recycelt. Gemeinsam mit den Deutschen Instituten für Textil- und Faserforschung (DITF) forscht das International Performance Research Institute (IPRI) an der Verbesserung der Kreislaufwirtschaft in der Textilindustrie und dem Textilmaschinenbau. Bis Februar 2026 soll ein Vorgehensmodell namens „CirclE („Entwicklung eines Einführungskonzepts zur Etablierung der Kreislaufwirtschaft in kleinen und mittleren Unternehmen der Textilindustrie inklusive Textilmaschinenbau“) für die nachhaltige Implementierung von Circular Economy in Klein und Mittelständischen Unternehmen (KMU) entwickelt werden. (Foto: Altkleider-Container – © bernswaelz – auf Pixabay)