Institut Silizium-Photovoltaik

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.

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.