Perowskit-Schichten genau beleuchtet

Neues Modell zur Bestimmung der Photolumineszenz-Quantenausbeute

Photovoltaik trägt wesentlich zu einer nachhaltigen Energieversorgung bei. Perowskit-Solarzellen haben beim Wirkungsgrad gegenüber Silzium-Solarzellen deutlich aufgeholt – einige ihrer Eigenschaften sind aber noch nicht vollständig verstanden. Perowskit-Halbleiter gelten als vielversprechende Materialien für Solarzellen der nächsten Generation. Wie gut geeignet ein Halbleiter für die Anwendung in der Photovoltaik ist, lässt sich unter anderem an der sogenannten Photolumineszenz-Quantenausbeute erkennen. Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben ein neues Modell entwickelt, mit dem sich die Photolumineszenz-Quantenausbeute von Perowskit-Schichten erstmals exakt bestimmen lässt (Foto: Perowskit-Schichten genau beleuchtet – © Markus Breig, KIT). weiterlesen…

Perowskit-Zellen gleichauf mit Silizium

Forscher verbessern Effizienz von Solarzellen der nächsten Generation

Perowskite sind zwar weit vorne beim Ersatz von Silizium als Material der Wahl für Solarzellen. Sie bieten das Potenzial für die kostengünstige Herstellung ultradünner, leichter und flexibler Zellen bei niedrigen Temperaturen; aber bisher blieb ihre Effizienz bei der Umwandlung von Sonnenlicht in Strom hinter der von Silizium und einigen anderen Stoffen zurück. Jetzt hat einer Medienmitteilung zufolge ein neuer Ansatz für das Design von Perowskit-Zellen von Wissenschaftlern des MIT, aus Atlanta, Georgia und Südkorea dazu geführt, dass das Material den Wirkungsgrad einer typischen Siliziumzelle von 20 bis 22 Prozent erreicht oder sogar übertrifft, und damit die Grundlage für weitere Verbesserungen geschaffen (Text und Bild: Perowskit-Photovoltaik im Hintergrund, einzelne Perowskit-Kristalle bunt dargestellt – © CUBE3D Grafik, MIT, creativecommons.org/by-nc-nd/3.0). weiterlesen…

Weltrekord-Technik für Energiewende

Berliner Forscher entwickelten Perowskit/Silizium-Tandemsolarzellen an der Schwelle zu 30 % Wirkungsgrad

In Science berichtet ein HZB-Team, wie es im Februar 2020 (siehe: solarify.eu/perowskit-tandemsolarzelle-mit-2915-prozent) den aktuellen Weltrekord von 29,15 % in einer Tandemsolarzelle aus Silizium und Perowskit erreichen konnte. Die Tandemzelle zeigt selbst ohne Verkapselung über 300 Stunden eine stabile Leistung. Die Gruppe um Steve Albrecht hat dafür physikalische Prozesse an den Grenzflächen untersucht und gezielt den Ladungsträgertransport verbessert. (Rekord-Tandem-Solarzelle – Bild © Eike Köhnen, HZB) weiterlesen…

Sprung nach vorn für Perowskit-Silizium-Solarzellen

Eingekapselte Perowskit-/Silizium-Tandemsolarzellen in saudischer Freilandtestanlage getestet

Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen versprechen Leistungsumwandlungswirkungsgrade, die weit über der theoretischen Grenze von reinem Silizium liegen. Aber ihre Leistung im Freien in einem heißen und sonnigen Klima ist noch nicht vollständig untersucht worden – bis jetzt. Ein Team der King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) unter Leitung von Professor Stefaan De Wolf hat effiziente, monolithische Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen mit zwei Anschlüssen hergestellt und im Freien getestet. Die aus dieser Forschung hervorgegangene Tandemzelle ist sowohl stabiler als herkömmliche Perowskit-Zellen als auch für den Einsatz in der Industrie optimiert.
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Silizium-Perowskit-Tandemsolarzellen in einem Arbeitsgang beidseitig beschichten

Helmholtz: Neue Anlagen ebnen Weg zu industrienaher Produktion

Perowskite, zugleich kostengünstig herstellbar und sehr effizient, gelten als aussichtsreiche Materialien für Solarzellen. Sie eignen sich vor allem für Tandem-Solarzellen, die Zellen aus Silizium und Perowskit miteinander kombinieren. Dadurch wird das Sonnenlicht besonders umfassend zur Gewinnung von elektrischer Energie genutzt. Bislang lassen sich die Vorteile solcher Zellen nur in kleinem Maßstab im Labor nutzen. Mit zwei neuen hochinnovativen Fertigungsanlagen schaffen Forscher am Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB) nun die Grundlage für eine künftige Produktion im industriellen Maßstab.enid=1″ target=”_blank” rel=”noopener noreferrer”>Maßstab im Labor nutzen. Mit zwei neuen hochinnovativen Fertigungsanlagen schaffen Forscher am Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB) nun die Grundlage für eine künftige Produktion im industriellen Maßstab. weiterlesen…

Elektronen auf der Überholspur

Mikroskopische Strukturen könnten Perowskit-Solarzellen noch leistungsfähiger machen

Solarzellen auf Basis von Perowskitverbindungen könnten die Stromgewinnung aus Sonnenlicht bald noch effizienter und günstiger machen. Bereits heute übersteigt die Effizienz dieser Perowskit-Solarzellen im Labor die der gängigen Solarzellen aus Silizium. Ein internationales Team um Stefan Weber vom Max-Planck-Institut für Polymerforschung in Mainz hat nun mikroskopische Strukturen in Perowskit-Kristallen gefunden, die den Ladungstransport in der Solarzelle lenken können. Eine geschickte Ausrichtung dieser Elektronen-Autobahnen könnte Perowskit-Solarzellen noch leistungsfähiger machen. weiterlesen…

Perowskit-Tandemsolarzelle mit 29,15 Prozent

Rekord-Wirkungsgrad – einzigartige Rekordjagd in 12 Jahren – bald 30%?

Sonne über Berlin - Foto © Agentur Zukunft für SolarifyIm Rennen um immer höhere Wirkungsgrade von Solarzellen liegt ein HZB-Entwicklungsteam wieder vorne. Einer Medienmitteilung zufolge haben Gruppen von Steve Albrecht und Bernd Stannowski eine Tandemsolarzelle aus den Halbleitern Perowskit und Silizium entwickelt, die 29,15 Prozent des eingestrahlten Lichts in elektrische Energie umwandelt. Dieser Wert ist offiziell durch das CalLab des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) zertifiziert. Damit ist die Überwindung der 30% Effizienz-Marke in greifbare Nähe gerückt. weiterlesen…

Internationaler Konsens über Alterungs-Messprotokolle

Jetzt Masstäbe für Perowskit-Solarzellen

Sonne über Berlin - Foto © Agentur Zukunft für SolarifyFachleute aus 51 Forschungseinrichtungen (darunter aus dem HZB) haben sich auf Verfahren geeinigt, mit denen die Stabilität von Perowskit-Solarzellen gemessen und ihre Qualität bewertet werden kann. Die Konsenserklärung wurde in Nature Energy publiziert und gilt als Meilenstein für die weitere Entwicklung dieses neuen Solarzellen-Typs auf dem Weg zur industriellen Anwendung. weiterlesen…

Neue Perowskit-Solarzelle – bleifrei

US-Wissenschaftler sehen Durchbruch für Silizium-Konkurrenz

Ein neuartiges Material für Solarzellen der nächsten Generation erübrigt den Einsatz von Blei. Perowskitzellen stehen zwar seit dem ersten Einsatz des Materials 2009 im Mittelpunkt der Aufmerksamkeit und sind effizienter als aktuelle Solarmodule. Die erfassen durchschnittlich 15% bis 18% der Sonnenenergie, während Perowskitsolarzellen bereits einen Wirkungsgrad von bis zu 28% erreichen. Aber es gibt große Hindernisse für die kommerzielle Nutzung dieser Materialien: Die Materialien sind nicht stabil und enthalten wasserlösliches Blei – eine Gesundheitsgefährdung. (Foto: Perowskit-Solarzelle im HZB-Institut für Si-PV – © Gerhard Hofmann, Agentur Zukunft für Solarify) weiterlesen…

“Grundlage für rationale Konstruktionsregeln”

Absolute Energieniveau-Positionen in Perowskiten auf Zinn- und Bleibasis

Eine interessante Eigenschaft von Metallhalogenid-Perowskiten, für viele Anwendungen wichtige und vielversprechende Materialien für zukünftige optoelektronische Anwendungen, ist die Abstimmbarkeit der Bandlücke*) durch Kompositionstechnik. Während experimentelle Berichte über Veränderungen in der Absorption oder Photolumineszenz eine recht gute Übereinstimmung für verschiedene Verbindungen zeigen, sind die physikalischen Ursachen dieser Veränderungen, nämlich die Variationen in der Valenz- und Leitungsbandposition, nicht gut charakterisiert. In einem in nature communications erschienen Artikel bestimmen Forscher (Shuxia Tao et.al.) aus Eindhoven und Köln die Ionisationsenergie- und Elektronenaffinitätswerte aller primären zinn- und bleihaltigen Perowskite unter Verwendung von Photoelektronenspektroskopiedaten, unterstützt durch First-Principles-Berechnungen und eine straffe Analyse. weiterlesen…