PersiST (Perowskit-Silizium Tandemsolarzellen)

In PersiST werden monolithische Perowskit-Silizium (Si) Tandemsolarzellen mit Wirkungsgraden über 29% - und damit oberhalb der fundamentalen Grenzen für konventionelle Si-Solarzellen – entwickelt. PersiST adressiert dazu die Anpassung der Perowskitsolarzelle zur Anwendung in Tandem­solarzellen, die Optimierung des Ladungsträgertransports und die elektrische Verbindung der Teilzellen, die Optimierung der Siliziumsolarzelle als Unterzelle in einer Tandemkonfiguration, die Optimierung des optischen Designs des Gesamtsystems zur Maximierung der Gesamt-Generation und der Stromanpassung der Teilzellen, die Verbesserung der Stabilität der Perowskit­solar­zelle, die Vermeidung kritischer Materialien, sowie die ökonomische Bewertung und eine Ökobilanz.

Eine Schlüsseltechnologie, um dieses ambitionierte Ziel zu erreichen, ist dabei die Abscheidung des Perowskitabsorbers auf der Siliziumsolarzelle. In den meisten Fällen wird hierfür ein nasschemischer Spin-on Prozess verwendet, da hierzu die meisten Erfahrungen bestehen und sehr hohe Wirkungsgrade für reine Perowskitsolarzellen erreicht wurden. Allerdings ist dieser Prozess nicht einfach auf texturierten Siliziumsubstraten anzuwenden, da es aufgrund der starken Oberflächentopographie sehr schwierig ist, geschlossene und homogene Schichten zu erzeugen. Pyramidal texturierte Oberflächen sind aber weiterhin der einfachste und effizienteste Weg einen sehr guten Lichteinfang und damit ein hohes Wirkungsgrad­potential von siliziumbasierten Solarzellen zu erreichen. Deswegen soll im Teilvorhaben der Albert-Ludwigs Universität Freiburg ein alternativer Aufdampf­prozess für den Perowskitabsorber entwickelt werden, da Aufdampfprozesse auch auf texturierten Oberflächen die Herstellung eines homogenen Absorbers ermöglichen sollten.