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…

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. 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…