Magnetische Eigenschaften von Perowskit-Materialien kontrollierbar

g-Faktor und Bandlücke korrelieren

Ein internationales Forschungsteam unter Federführung der TU Dortmund konnte zeigen, dass die magnetischen Eigenschaften von Perowskit-Kristallen exakt einstellbar sind. Perowskite sind in der Forschung aktuell sehr gefragt, da sie zum Beispiel statt Silizium in Solarzellen eingesetzt werden können. Die Physiker haben nun die magnetischen Eigenschaften der Perowskite genauer untersucht und herausgefunden, dass diese von der Materialzusammensetzung der Kristalle abhängig sind. Die Erkenntnis ermöglicht es, für eine konkrete Anwendung des neuen Materials die gewünschten magnetischen Eigenschaften genau einzustellen. Die Erkenntnisse wurden in Nature Communications open access veröffentlicht. (Grafik: Perowskit-Kristalle mit chemischen Zusammensetzungen – © TU Dortmund) weiterlesen…

Dünnschicht-Photovoltaik: Effizient und vielseitig im Doppelpack

Solarzellen übereinander zu stapeln, steigert Wirkungsgrad

Forschende am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben gemeinsam mit Partnern im EU-Projekt PERCISTAND nun Perowskit/CIS-Tandem-Solarzellen mit einem Wirkungsgrad von fast 25 Prozent hergestellt – dem bis jetzt höchsten für diese Technologie. Zudem sorgt die Materialkombination für Leichtigkeit und Vielseitigkeit, so dass der Einsatz dieser Tandem-Solarzellen auch an Fahrzeugen, tragbaren Geräten sowie falt- oder rollbaren Vorrichtungen vorstellbar ist. Die Forschenden stellen ihre Arbeit am 08.06.2022 open access in ACS Energy Letters vor. (Foto: Perowskit/CIS-Tandem-Solarzellen – © Marco A. Ruiz-Preciado, KIT) weiterlesen…

Eigenschaften von Perowskit-Solarzellen noch rätselhaft

Weder Polaronen noch Rashba-Effekt

Um die besonders günstigen Eigenschaften von Perowskit-Halbleitern für Solarzellen zu erklären, kursieren verschiedene Hypothesen. So sollten Polaronen oder auch ein gigantischer Rashba-Effekt eine große Rolle spielen. Ein Team hat mit Versuchen am Elektronen-Beschleuniger BESSY II der Berliner Helmholtz-Gesellschaft hat diese Hypothesen nun experimentell widerlegt. Damit grenzen sie die möglichen Ursachen für die Transporteigenschaften weiter ein und ermöglichen bessere Ansätze zur gezielten Optimierung dieser Materialklasse. weiterlesen…

Weltrekord in Solarzellenforschung

Organische Materialien und neuartige Perowskit-Halbleiter

Solarzellen noch besser machen, damit sie einen entscheidenden Beitrag im Rahmen der Energiewende leisten – dieses Ziel verfolgen Forscher der Bergischen Universität Wuppertal am Lehrstuhl für Elektronische Bauelemente. Eine neuartige Solarzelle wurde in der Arbeitsgruppe von Professor Thomas Riedl an der Universität Wuppertal zusammen mit Forschern vom Institut für Physikalische Chemie der Universität zu Köln und weiteren Projektpartnern von den Universitäten Potsdam und Tübingen sowie dem Helmholtz-Zentrum Berlin und dem Max-Planck-Institut für Eisenforschung in Düsseldorf entwickelt. Nun gelang ihnen ein Durchbruch mit Weltrekord- so eine Medienmitteilung vom 14.04.2022. Ihre Arbeit wurde am 13.04.2022 in Nature veröffentlicht. weiterlesen…

Perowskit-Solarmodule in Marmorlook

KIT: Perowskit-Solarmodule in Marmoroptik

Ab 2022 gilt für alle Neubauten in Baden-Württemberg die Photovoltaik-Pflicht. Betroffen sind davon ab Mai auch private Haushalte, bei denen der Anteil an Solarinstallationen noch sehr gering ist. Studien zufolge könnte neben den hohen Anschaffungskosten die mangelnde Ästhetik der Anlagen ein Grund dafür sein. Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben einer Medienmitteilung auf der Internetseite des Instituts für Mikrostrukturtechnik (IMT) des KIT zufolge farbige Solarzellen aus günstigem Perowskit-Halbleitermaterial entwickelt, die auf lange Sicht in Gebäudefassaden oder Dächern integriert werden können und dabei die Optik bekannter Baumaterialien imitieren. Darüber berichten sie open access in Solar RRL (DOI: 10.1002/solr.202100897). (Bild: >Schema der farbigen Perowskit-Solarzelle – pigmentbasierte Farbschichten werden per Tintenstrahldruck auf die Vorderseite des Glassubstrats gedruckt> – © onlinelibrary.wiley.comopen access) weiterlesen…

FAU-Forschungsteam entwickelt Design für ultralanglebige Perowskit-Solarzellen

Schutzverpackung für Ladungsträger

Eine Forschungsgruppe der FAU und des Helmholtz-Instituts Erlangen-Nürnberg für Erneuerbare Energien (HI ERN) haben ein Design entworfen, mit dem Betriebsstabilität und Lebensdauer von Perowskit-Solarzellen deutlich erhöht werden können. Kern ihrer Entwicklung ist eine polymere Doppelschicht, die die Perowskite vor Korrosion schützt und zugleich einen ungehinderten Ladungstransfer ermöglicht. Die Erkenntnisse der Forscher wurden am 20.01.2022 in „Nature Energy” veröffentlicht. weiterlesen…

Perowskit-Solarzelle mit ultralanger Haltbarkeit

Fast kein Wirkungsgradverlust

Perowskite gelten als Hoffnungsträger schlechthin für die Solarmodule der Zukunft. Als größte Hürde für den praktischen Einsatz galt allerdings bislang die kurze Lebensdauer, doch das könnte sich bald ändern. In der aktuellen Ausgabe von Nature Energy haben Forschende des Helmholtz Instituts Erlangen-Nürnberg des Forschungszentrum Jülich am 17.12.2021 eine Variante vorgestellt, die durch ihre besondere Stabilität hervorsticht. In Tests bei erhöhter Temperatur und Beleuchtung über 1.450 Betriebsstunden behielt die Zelle auf Perowskitbasis 99 Prozent ihres anfänglichen Wirkungsgrads bei. weiterlesen…

Was geschieht an SAM-Passivierungsschichten?

HZB mit Fortschritten in der Perowskit-Solarzellen-Forschung

Metall-organische Perowskit-Materialien versprechen kostengünstige und leistungsstarke Solarzellen. Einer Gruppe am Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB) ist es nun gelungen, verschiedene Effekte genauer zu unterscheiden, die an einer SAM-( (self-assembled monolayer)-Passivierungsschicht auftreten und die Verluste an den Grenzflächen verringern. Ihre Ergebnisse tragen dazu bei, solche funktionalen Zwischenschichten zu optimieren. weiterlesen…

Einsichten in Frühstadien der Strukturbildung von Perowskit-Solarzellen

Kolloidale Chemie von Perowskit-Vorläuferlösungen für Solarzellen untersucht

Mit der Methode der Kleinwinkelstreuung an der PTB-Röntgen-Beamline von BESSY II konnte ein HZB-Team experimentell die kolloidale Chemie von Perowskit-Vorläuferlösungen für Solarzellen untersuchen. Die Ergebnisse sind laut einer HZB-Medienmitteilung vom 18.06.2021 hilfreich, um Herstellungsverfahren und Qualität dieser spannenden Halbleitermaterialien gezielt und systematisch zu optimieren. weiterlesen…

Nicht so unschuldig wie es scheint

Wasserstoff für die Leistung von Perowskiten im Auge behalten

Forscher der Materialabteilung des College of Engineering der University of California Santa Barbara (UCSD) haben eine wesentliche Ursache für Einschränkungen des Wirkungsgrads in einer neuen Generation von Solarzellen aufgedeckt. Sie entdeckten, dass Wasserstoff eine führende Rolle bei der Bildung von Defekten in einer Perowskitschicht spielt, die deren Leistung als PV-Geräte einschränken. Die Entdeckung, so die Forscher, bietet weitere Einblicke in bereits durch Versuch und Irrtum ermittelte Beobachtungen und könnte dazu beitragen, die bereits beeindruckenden Wirkungsgradleistungen von Perowskiten noch weiter zu steigern. (Grafik: Wasserstofflücke in Perowskit – llustration © Xie Zhang, engineering.ucsb.edu). weiterlesen…