Forscher der Nachwuchsgruppe Optoelektronische Dünnschichtmaterialien am Institut für Nachhaltige Technische Systeme der Universität Freiburg und des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE haben eine neue Prozesskette für Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen entwickelt, die vollständig ohne Lösungsmittel auskommt. Dies teilt das Fraunhofer ISE mit.
Die herkömmlichen Herstellungsverfahren für Perowskit-Silizium-Tandemzellen basieren laut Fraunhofer ISE auf Lösungsmitteln, die unter anderem Herausforderungen hinsichtlich der Löslichkeit der Ausgangsmaterialien, ihrer Toxizität sowie der Homogenität und Kompatibilität einzelner Prozessschritte mit sich bringen. Dem Freiburger Forschungsteam sei es nun gelungen, diese Probleme vollständig zu umgehen und einen nachhaltigeren sowie potenziell besser skalierbaren Herstellungsprozess zu entwickeln.
Das Forscherteam um Mohamed A. A. Mahmoud und Juliane Borchert stellte die Perowskitschicht mittels physikalischer Gasphasenabscheidung (Physical Vapor Deposition, PVD) und weiterer lösungsmittelfreier, industriell skalierbarer Verfahren her. Für ein besseres Verständnis der Kristallbildung während der Abscheidung und des anschließenden Temperprozesses überwachte das Team den Prozess in Kooperation mit der MLU Halle per In-situ-Röntgendiffraktometrie (XRD). Darüber hinaus untersuchten die Forschenden den Einfluss der Oberflächenstruktur von Siliziumsubstraten auf die Bildung der Perowskitschicht.
So gelang dem Team die Entwicklung der nach eigenen Angaben weltweit ersten vollständig lösungsmittelfrei hergestellten Perowskit-Silizium-Tandemsolarzelle.
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