Maria Skłodowska-Curie-Postdoc-Stipendium für Artem Musiienko
Mit dem Maria Skłodowska Curie Postdok-Stipendium will Artem Musiienko am HZB bleifreie Perowskit-Solarzellen untersuchen und ihren Wirkungsgrad verbessern. © F. Krawatzek /HZB
Dr. Artem Musiienko hat ein renommiertes Maria Skłodowska-Curie-Postdoktorandenstipendium erhalten. Er wird damit am HZB in der Gruppe von Prof. Antonio Abate sein Projekt HyPerGreen vorantreiben, mit dem er die Effizienz von bleifreien Perowskit-Solarzellen auf über 20 % steigern will.
Musiienko hat 2018 an der Karls-Universität Prag zu einem Thema aus der Halbleiterphysik promoviert und war im Anschluss dort als wissenschaftlicher Mitarbeiter tätig. 2020 wechselte er an das HZB-Institut für Silizium-Photovoltaik, wo er unter anderem Defekte in Halogenid-Perowskiten untersuchte. Damit hat er erheblich zu den enormen Wirkungsgradsteigerungen von Perowskit-Solarzellen beigetragen, für die das HZB inzwischen international bekannt ist.
"Diese hocheffizienten Halogenid-Perowskite enthalten allerdings geringe Mengen an Blei, einem giftigen Schwermetall, das nicht in die Umwelt gelangen darf“, sagt Musiienko. Doch Blei lässt sich durch Zinn ersetzen, das nachweislich nicht bioverfügbar und damit unschädlich ist. Bisher sind jedoch Wirkungsgrade und Stabilität von Zinn-Perowskit-Solarzellen sehr viel geringer im Vergleich. Musiienko plant nun in seinem Projekt HyPerGreen, die Zinn-Perowskit-Solarzellen deutlich zu verbessern und die Mechanismen zu erforschen, die den Ladungstransport im Volumen und an der Grenzfläche dieser Materialien begrenzen.
Musiienko wird dazu die neuartige Photo-Hall-Methode nutzen, die er kürzlich am HZB entwickelt hat. "Wir patentieren diese Methode derzeit gemeinsam mit dem HZB", sagt er. Die Methode basiert auf einer Kombination von Magnetfeld und Licht und ermöglicht es, Ladungstransportparameter und limitierende Faktoren des Materials zu erforschen, die bisher nicht zugänglich waren. Sein Ziel ist ehrgeizig: Er strebt Wirkungsgrade von über 20 % an, ein großer Schritt nach vorn gegenüber dem derzeitigen Rekord von 14,6 % (1).
(1): Aktueller Wirkungsgradrekord für Zinn-Perowskit-Solarzellen: Jiang, X. et al. J. Am. Chem. Soc. 143 (29), 10970-10976 (2021))
- Selbst organisierte Monolage verbessert auch bleifreie Perowskit-SolarzellenZinn-Perowskit-Solarzellen sind nicht nur ungiftig, sondern auch potenziell stabiler als bleihaltige Perowskit-Solarzellen. Allerdings sind sie auch deutlich weniger effizient. Nun gelang einem internationalen Team eine deutliche Verbesserung: Das Team identifizierte chemische Verbindungen, die von selbst eine molekulare Schicht bilden, welche sehr gut zur Gitterstruktur von Zinn-Perowskiten passt. Auf dieser Monolage lässt sich Zinn-Perowskit mit hervorragender optoelektronischer Qualität aufwachsen.
- Berliner Wissenschaftspreis geht an Philipp AdelhelmDer Batterieforscher Prof. Dr. Philipp Adelhelm wird mit dem Berliner Wissenschaftspreis 2024 ausgezeichnet. Er ist Professor am Institut für Chemie der Humboldt-Universität zu Berlin (HU) und leitet eine gemeinsame Forschungsgruppe der HU und des Helmholtz-Zentrums Berlin (HZB). Der Materialwissenschaftler und Elektrochemiker forscht zur Entwicklung nachhaltiger Batterien, die eine Schlüsselrolle für das Gelingen der Energiewende spielen. International zählt er zu den führenden Expert*innen auf dem Gebiet der Natrium-Ionen-Batterien.
- Langzeittest zeigt: Effizienz von Perowskit-Zellen schwankt mit der JahreszeitAuf dem Dach eines Forschungsgebäudes am Campus Adlershof läuft ein einzigartiger Langzeitversuch: Die unterschiedlichsten Solarzellen sind dort über Jahre Wind und Wetter ausgesetzt und werden dabei vermessen. Darunter sind auch Perowskit-Solarzellen. Sie zeichnen sich durch hohe Effizienz zu geringen Herstellungskosten aus. Das Team um Dr. Carolin Ulbrich und Dr. Mark Khenkin hat Messdaten aus vier Jahren ausgewertet und in der Fachzeitschrift Advanced Energy Materials vorgestellt. Dies ist die bislang längste Messreihe zu Perowskit-Zellen im Außeneinsatz. Eine Erkenntnis: Standard-Perowskit-Solarzellen funktionieren während der Sommersaison auch über mehrere Jahre sehr gut, lassen jedoch in der dunkleren Jahreszeit etwas nach. Die Arbeit ist ein wichtiger Beitrag, um das Verhalten von Perowskit-Solarzellen unter realen Bedingungen zu verstehen.