Winter-Workshop “Microstructure Characterization and Modeling for Solar Cells”
© HZB
Vor winterlicher Kulisse am schönen Spitzingsee (Bayern) fand vom 22. bis 26.02.2015 im Rahmen des Helmholtz Virtuellen Instituts "Microstructure Control for Thin-Film Solar Cells" ein Workshop statt. The next winter workshop will be planned for 2017.
Eingeladene Gäste hielten Vorträge über die theoretischen Grundlagen zu Kornwachstum, quantitative Charakterisierung von Materialstruktur, Zusammenhänge zwischen Mikrostruktur und Bauelementfunktion von Solarzellen, Phasenfeldsimulationen von Kristallwachstum sowie lokal aufgelöster, elektrischer Charakterisierung von Defektdichten. Ergänzt wurde das Programm durch Beiträge zu Wachstumkontrolle von Dünnschichten mittels Röntgenbeugung, Analysen von strukturellen Defekten mittels verschiedener Methoden von der Millimeter- bis zur Subnanometerskala, Simulationen mittels Dichtefunktionaltheorie, Molekulardynamik und Phasenfeldtheorie von Punktdefekten, Dynamik struktureller Defekte und Kornwachstum, sowie zu makroskopischen, optoelektronischen Analysen von Materialsystemen und Solarzellen.
Der Winter-Workshop bot ausreichend Gelegenheit, um Diskussionen zu vertiefen und weitere Zusammenarbeiten zu planen. An zwei Nachmittagen wurden ausserdem eine Schneeschuhwanderung und Eisstockschiessen organisiert.
Die Projektpartner des Helmholtz Virtuellen Instituts "Microstructure Control for Thin-Film Solar Cells" nutzten die Gelegenheit, um in Arbeitsgruppen die strategische Ausrichtung zu schärfen und Vorbereitungen für die im Juni 2015 anstehende Zwischenevaluation des Helmholtz Virtuellen Instituts zu treffen.
Über das Helmholtz-Virtuelle Institut "Microstructure Control for Thin-Film Solar Cells"
Photovoltaische Bauelemente, die zur direkten Umwandlung von Sonnenenergie in Elektrizität betrieben werden, sind in kurzer Zeit zu einer der wichtigsten „sauberen“ Energiequellen geworden. Die Optimierung von Dünnschichtsolarzellen für eine solche Anwendung bestand in Vergangenheit hauptsächlich aus systematischem Ausprobieren. Ein detailliertes Verständnis der Beziehungen zwischen Wachstumsprozessen, strukturellen Defekten, Eigenspannung und elektrischen Eigenschaften würden sich sehr positiv auf die Entwicklung dieser Bauelemente auswirken. In dem Helmholtz-Virtuellen-Institut wird die Bildung struktureller Defekte und Eigenspannung während des Wachstums von Dünnschichtschichtsolarzellen durch Kombination verschiedener Experiment- und Simulationstechniken untersucht.
Die Virtuellen Institute werden mit jährlich bis zu 600.000 Euro über drei bis fünf Jahre aus dem Impuls- und Vernetzungsfonds der Helmholtz-Gemeinschaft gefördert. Dazu kommen Eigenmittel der Partner
Gefördert von der Helmholtz Gemeinschaft
Leitendes Zentrum: Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie
Beteiligte Partner: HZB, TU Berlin, FU Berlin, TU Darmstadt, University of Oxford (UK), ETH Zürich (Schweiz), SuperStem (UK)
Sprecher: Prof. Dr. Susan Schorr, HZB
Laufzeit: Nov. 2012 bis Okt. 2017
- Präzise Grenzflächenchemie steigert Wirkungsgrad von Perowskit-SolarzellenIm Rahmen einer internationalen Forschungskooperation wurde eine neue molekulare Strategie entwickelt, um eine der Grenzflächen in Perowskit-Solarzellen zu verbessern. Die daraus resultierenden Solarzellen erreichten in der n-i-p-Architektur einen Energieumwandlungswirkungsgrad von 26,19 % bei gleichzeitig hoher Betriebsstabilität unter längerer Bestrahlung und erhöhten Temperaturen. Die Ergebnisse wurden im „Journal of the American Chemical Society“ veröffentlicht.
- Perowskit-Dreifachsolarzellen: Noch effizienter mit GO/SAM DoppelschichtPerowskit-Halbleiter wandeln Sonnenlicht effizient in elektrische Energie um, darüber hinaus sind sie günstig und superleicht. Ein Team am HZB hat eine Dreifachsolarzelle aus drei unterschiedlichen Perowskit-Halbleitern mit einer neuartigen Doppelschicht aus Graphenoxid und SAM als Lochleiter entwickelt. Sie konnten zeigen, dass diese Doppelschicht sowohl den Wirkungsgrad als auch die Langzeitstabilität deutlich steigert. Der Wirkungsgrad der neuartigen Perowskit-Dreifachsolarzelle beträgt 27,3% und fällt auch nach mehr als 770 Stunden in Betrieb kaum ab. Die Studie ist in der renommierten Fachzeitschrift Joule erschienen.
- Green Deal Ukraїna auf der Ukraine Recovery ConferenceEnde Juni fand in Danzig, Polen, die Ukraine Recovery Conference (UCR2026) statt. Anders als bei den vorherigen Konferenzen wurde erstmals eine dedizierte Energieplattform eingerichtet, gemeinsam organisiert vom ukrainischen Energieministerium und dem polnischen Ministerium für Klima und Umwelt. Diese Energieplattform bündelte Diskussionen, Ankündigungen und Rahmenveranstaltungen und trug so zur besseren Sichtbarkeit und Koordinierung der Energiethemen bei. Green Deal Ukraїna, eine vom HZB koordinierte Initiative, organisierte im Rahmen der Konferenz drei Veranstaltungen zu Forschungs- und Energiethemen.