Nanostrukturen verhalfen mehrfach zum Weltrekord

Tandemsolarzellen mit Perowskit

Ende 2021 hatten drei Teams am Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB) Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen mit einem Wirkungsgrad von knapp 30 Prozent vorgestellt. Dieser Wert hielt acht Monate lang den Weltrekord, eine sehr lange Zeit für dieses heiß umkämpfte Forschungsfeld. In Nature Nanotechnology beschreiben die Beteiligten nun (24.10.2022) open access, wie sie mit nanooptischen Strukturierungen und Reflexionsbeschichtungen diesen Rekordwert erreicht haben. (Bild: Rasterelektronen-Mikroskopie von Perowskit-Silizium-Tandemzellen im Querschnitt – Aufnahme © P. Tockhorn, HZB) weiterlesen…

TU Wien: Recycling für Treibhausgase

Kreislaufwirtschaft mittels Perowskit

Überall dort, wo man die Entstehung schädlicher Treibhausgase nicht verhindern kann, sollte man sie in etwas Nützliches umwandeln: Aus CO2 und Methan können wertvolle Synthesegase hergestellt werden – mit Katalysatoren, die bisher allerdings rasch an Wirkung verloren. An der TU Wien entwickelten Forscher nun stabilere Substanzen. Für Carbon Capture and Utilization sind spezielle Katalysatoren nötig. Bisher hatte man allerdings mit dem Problem zu kämpfen, dass sich auf diesen Katalysatoren rasch eine Schicht aus Kohlenstoff bildet, man spricht von „verkoken“, der Katalysator verliert dadurch seine Wirkung. Die Lösung: Perowskit. (Foto: Perovskite – Fundort Perovskite-Hill, Magnet Cove, Hot Spring Co, Arkansas, USA – © Kelly Nash – www.mindat.org, CC BY 3.0, commons.wikimedia.org) weiterlesen…

Umweltauswirkungen von Perowskit-Silizium-PV-Modulen geringer als bei reinem Silizium

Und mehr Output

Erstmals sind die Umweltauswirkungen von industriell hergestellten Perowskit-auf-Silizium-Tandem-Solarmodulen über den gesamten Lebenszyklus bewertet worden. Dabei stellte Oxford PV die Tandem-Solarmodule sowie Prozessdaten aus seiner Serienfertigung in Deutschland zur Verfügung. Das Ergebnis: Die innovativen Tandem-Solarmodule sind über ihre Lebensdauer sogar noch umweltfreundlicher als herkömmliche Silizium-Heterojunktion-Module. Die Studie wurde in Sustainable Energy & Fuels veröffentlicht. weiterlesen…

Perowskit-Solarzellen grüner herstellen

ZSW entwickelt Verfahren mit umweltfreundlichem Lösungsmittel für industrielle Fertigung

Perowskit-Solarzellen, Hoffnungsträger der Photovoltaik, können einfach und kostengünstig aus Tintenlösungen hergestellt werden und haben unlängst Rekord-Wirkungsgrade im Labor bis 25,7 Prozent erzielt. Dabei kommen jedoch fast immer gesundheits- und umweltschädliche Lösungsmittel wie Dimethylformamid (DMF) zum Einsatz. Für eine industrielle großflächige Beschichtung von Perowskit-Solarzellen ist daher die Entwicklung von Verfahren mit weniger kritischen Lösungsmitteln dringend erforderlich. Einen entscheidenden Erfolg auf diesem Weg hat nun laut einer Medienmitteilung vom 07.07.2022 das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) erzielt. weiterlesen…

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…