In einem Verbundprojekt haben Forscher der saudischen King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) und des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE den Schritt der Rotationsbeschichtung (Spin-Coating) bei der Produktion von Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen ersetzt. Dies teilte das Fraunhofer ISE mit.
In einem zweistufigen Prozess werden zunächst die anorganischen Perowskit-Materialien auf die Silizium-Bottom-Zellen aufgedampft. Anschließend werden die organischen Perowskite mittels Blade-Coating (Klingenbeschichtung) aufgebracht. Die mit diesem »Hybridverfahren« produzierten Tandemsolarzellen erreichten Leerlaufspannungen von über 1.900 Millivolt und Wirkungsgrade von 27,8 Prozent, wie das Fraunhofer ISE mitteilt.
»Spin-Coating eignet sich hervorragend als Labortechnik, da es sehr flexibel ist und neue Materialien, Additive und Prozessparameter schnell getestet werden können. Für die Produktion in großem Maßstab ist es jedoch nicht geeignet«, sagt Juliane Borchert, Gruppenleiterin Perowskit-Materialien und Grenzflächen am Fraunhofer ISE. »Wir gehen außerdem davon aus, dass die Erkenntnisse über die Dynamik beim Blade-Coating auf das Slot-Die-Coating (Schlitzdüsenbeschichtung) übertragen werden können, das sich noch besser für die Skalierung eignet«, fügt Borchert hinzu. Das neue Hybridverfahren soll für die Serienfertigung geeignet sein.
Neben dem Fraunhofer ISE forscht in Deutschland auch das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) an der Ersetzung der Rotationsbeschichtung in der Produktion von Perowskitsolarzellen. Zusammen mit Forschern der KAUST hat das HZB Anfang des Jahres in der Fachzeitschrift Joule für eine mit Blade-Coating produzierte Perowskit-Tandemzelle einen Wirkungsgrad von 31,2 Prozent veröffentlicht.
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