PersiST: Perowskit-Silizium Tandemsolarzellen

In PersiST werden monolithische Perowskit-Silizium (Si) Tandemsolarzellen mit Wirkungsgraden über 29% entwickelt. Außerdem sollen Tandemsolarzellen mit einer aktiven Fläche >100 cm² realisiert werden. Das Teilvorhaben am HZB fokussiert auf die Herstellung solcher Tandem-Zellen auf der Basis von amorph/kristallinen Heterokontakt-Solarzellen.

Schichtaufbau Perowskit

Die Basis der Tandem-Zelle bildet eine Silizium-Heterozelle. Darauf wurde eine sehr dünne Schicht transparentes Zinndioxid abgeschieden, die mit Perowskit (500 nm) sowie dem Lochleitermaterial spiro-OMeTAD (300 nm) bedeckt wurde. Dünnes MoO3 dient als Schutzschicht zwischen diesem Lochleiter und der transparenten ITO- Topelektrode. Bild: S. Albrecht / HZB

Die wichtigsten Aufgaben in diesem Teilvorhaben sind

  • die Anpassung der Perowskitsolarzelle zur Anwendung in Tandemsolarzellen, bei einer durch die Silizium-Zelle gegebenen maximalen Prozess-Temperatur von ~250°C
  • 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.

Projektpartner sind

  • Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme (ISE)
  • Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
  • Helmholtz-Zentrum Berlin (Institut Silizium-Photovoltaik und Nachwuchsgruppe Perowskit Tandemsolarzellen)
  • Heraeus
  • Merck KGaA
  • SolarWorld Innovations GmbH

Das Vorhaben wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie unter dem Förderkennzeichen 0324037C gefördert.