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Nachwuchsgruppe Perowskit Tandemsolarzellen

Der Fokus unserer Gruppe liegt auf der Entwicklung hocheffizienter Perowskit-Tandemsolarzellen. Metallhalogenid-Perowskite sind ein neuartiges Absorbermaterial mit exzellenten optoelektronischen Eigenschaften, einer variierbaren Bandlücke und dem Potential zu einer kostengünstigen Herstellung. In Kombination mit einem zweiten Absorber in so genannten Tandem-Solarzellen kann eine signifikante Verbesserung des Solarzellwirkungsgrads erzielt werden, die über der Grenze von Einzelsolarzellen liegt. Unsere multidisziplinäre Gruppe untersucht die verschiedenen optischen und elektrischen Verlustmechanismen, um die Leistung von Perowskit-Solarzellen zu verbessern. Hierfür nutzt unsere Gruppe die Infrastruktur des HySPRINT Innovation Lab und arbeitet international mit anderen Gruppen sowie Industriepartnern zusammen.

In den vergangenen Jahren erzielten wir signifikante Fortschritte auf dem Gebiet der Perowskit-Tandemsolarzellen und erreichten unabhängig zertifizierte Weltrekord-Tandemsolarzellen. In Zusammenarbeit mit der Universität Kaunas entwickelten wir selbstorganisierende Monoschichten, die als lochselektive Schichten mit extrem niedrigen nichtstrahlenden Rekombinationsverlusten und exzellenten Ladungsextraktionseigenschaften wirken. Darüber hinaus erreichten wir eine Perowskit-Silizium-Tandemsolarzelle mit einem zertifizierten Wirkungsgrad von 29,15% [1] und eine Perowskit-CIGS-Tandemsolarzelle mit einem zertifizierten Wirkungsgrad von 24,16% [2].

Detailliertere Informationen zu unserer Arbeit finden sich in der Englischen Version dieser Seite (oben rechts auszuwählen).

Tandem in Berlin. Bild: E. Köhnen / HZB

Wichtige Publikationen

  1. Al-Ashouri, A.; Köhnen, E.; Bor, L.; Magomedov, A.; Hempel, H.; Caprioglio, P.; Márquez, J.; Morales Vilches, A.B.; Kasparavicius, E.; Smith, J.A.; Phung, N.; Menzel, D.; Grischek, M.; Kegelmann, L.; Skroblin, D.; Gollwitzer, C.; Malinauskas, T.; Jošt, M.; Matic, G.; Rech, B.; Schlatmann, R.; Topic, M.; Korte, L.; Abate, A.; Stannowski, B.; Neher, D.; Stolterfoht, M.; Unold, T.; Getautis, V.; Albrecht, S.: Monolithic perovskite/silicon tandem solar cell with >29% efficiency by enhanced hole extraction. Science 370 (2020), p. 1300-1309
    doi:10.1126/science.abd4016
    Open Access Version (available 01.12.2021)
  2. Al-Ashouri, A.; Magomedov, A.; Roß, M.; Jost, M.; Talaikis, M.; Chistiakova, G.; Bertram, T.; Márquez, J.A.; Köhnen, E.; Kasparavicius, E.; Levcenco, S.; Gil-Escrig, L.; Hages, C.; Schlatmann, R.; Rech, B.; Malinauskas, T.; Unold, T.; Kaufmann, C.A.; Korte, L.; Niaura, G.; Getautis, V.; Albrecht, S.: Conformal monolayer contacts with lossless interfaces for perovskite single junction and monolithic tandem solar cells. Energy & Environmental Science 12 (2019), p. 3356-3369
    doi: 10.1039/C9EE02268F
    Open Access Version