Tandem Solar Cells
Über
Das Tandem-Solarzellen-Team arbeitet an der Steigerung von Wirkungsgrad, Stabilität und Skalierbarkeit von Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen durch die Innovation und Optimierung von Materialien und Prozessen in der Perowskit-Topzelle. Ein Schwerpunkt liegt auf dem Verständnis des Einflusses von Wafer-Textur, TCO-Oberfläche, Oberflächenbehandlung, SAM-Molekülen, Passivierungsschichten und Lösungsmittel-Quenching auf die Kristallisation von Perowskit sowie deren Auswirkungen auf die Solarzellenleistung. Dabei kommen moderne analytische Methoden und Simulationen zum Einsatz. Darüber hinaus nutzen wir Machine-Learning-Ansätze, um die Auswahl neuer SAM-Materialien zu beschleunigen und die Entwicklung von Solarzellen der nächsten Generation voranzutreiben.
Forschungsthemen
Perowskit/SHJ-Tandemsolarzellen
Da sich Single-Junction Solarzellen dem begrenzten Umwandlungswirkungsgrad nach Shockley-Queisser nähern, wird die Integration der Top-Perowskit-Solarzellen mit großer Bandlücke mit kristallinen Bottom-Solarzellen zur Bildung von Tandem-Solarzellen als vielversprechende Strategie für eine bessere Nutzung des Sonnenspektrums angesehen, um den Wirkungsgrad von Solarzellen weiter zu erhöhen. Im IMD-3 wollen wir unsere Vorteile bei der Entwicklung von hocheffizienten Silizium-Heterojunction-Solarzellen (SHJ) und Perowskit-Solarzellen zusammenbringen, um eine Perowskit/SHJ-Tandemtechnologie mit einem Wirkungsgrad von über 30 % zu entwickeln.
Forschungsthemen:
- Optimierung der SHJ-Bottomzelle
- Hocheffiziente SHJ-Solarzellen auf der Grundlage verschiedener Wafer-Strategien, wie z. B. einseitig texturierte Wafer, zweiseitig nano-texturierte Wafer
- Sanfte Abscheidung einer transparenten leitfähigen Schicht
- Optimierung der Perowskit-Topzelle
- Sanfte Abscheidung von transparenten Elektroden
- Erforschung geeigneter Lochtransportschichten (Metalloxide, Polymere, kleine Moleküle und selbstorganisierte Monoschichten)
- Abstimmung der Bandlücke durch Variation der Perowskit-Zusammensetzung
- Entwicklung von Verfahren zur Herstellung von Elektronentransportschichten mittels Atomlagenabscheidung (ALD) und/oder Spin-Coating-Techniken
- Optimierung der Tandem-Solarzelle
- Prozessentwicklung der Perowskitabscheidung auf verschiedenen SHJ-Bottomzellen
- Stromanpassung zwischen Top- und Bottomzelle
- Optimierung der Rekombinationszwischenschicht
- Optimierung des opto-elektrischen Designs für Tandems durch fortschrittliche Bauelementesimulation
- Design von Front- und Zwischenschichten mit mikro-/nano-optischen Ansätzen
- Verringerung der Leistungsverluste an den Zwischenschichten durch verbesserte Gestaltung des Schichtenstapels
Teammitglieder
Forschungseinrichtungen / Anlagen
Publikationen
Wichtige Publikationen
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Referenzen
Letzte Änderung: 27.08.2025