Ein Team chinesischer Forscher hat eine neue Passivierungsstrategie entwickelt, die laut einem kürzlich in der Fachzeitschrift „Matter“ veröffentlichten Artikel sowohl den Wirkungsgrad als auch die Betriebsstabilität von Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen signifikant verbessert.
Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen kombinieren eine obere Perowskitschicht, die Sonnenlicht effizient in Elektrizität umwandelt, mit einem unteren Siliziumsubstrat. Diese Solarzellen bergen großes Potenzial für leichte, hocheffiziente Anwendungen im Bereich der Photovoltaik.
Allerdings erschwert die pyramidenförmig texturierte Oberfläche industrieller Siliziumsubstrate die Abscheidung einer gleichmäßigen oberen Perowskitschicht, was häufig zu lokalem elektrischem Leckstrom führt und somit die kommerziellen Aussichten dieser Tandemzellen einschränkt.
Die Forscher des Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering (NIMTE) der Chinesischen Akademie der Wissenschaften haben in Zusammenarbeit mit der Soochow-Universität und der Taizhou-Universität – beide in der ostchinesischen Provinz Jiangsu gelegen – eine innovative, spitzenselektive Passivierungsstrategie konzipiert, um elektrische Leckströme zu unterdrücken.
Ihre Methode nutzt Polystyrol-Nanokugeln, um präzise eine dünne, isolierende Schicht aus Aluminiumoxid auf den Spitzen der Pyramiden abzuscheiden und so Leckstrompfade zu blockieren.
Dem Team gelang es, mit einer Perowskit-Silizium-Tandemsolarzelle, die über eine aktive Fläche von etwa einem Quadratzentimeter verfügte, einen beeindruckenden Wirkungsgrad von rund 33 Prozent zu erzielen.
Zudem behielt die Zelle nach 1.000 Stunden Dauerbetrieb noch etwa 90 Prozent ihres ursprünglichen Wirkungsgrads bei, was ihre hervorragende Langzeitstabilität unter Beweis stellt.
„Diese Strategie ist einfach und mit bestehenden industriellen Fertigungslinien kompatibel. Sie bringt Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen einen entscheidenden Schritt näher an die kommerzielle Anwendung“, so Ye Jichun, einer der korrespondierenden Autoren der Studie.
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