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pte20220707016 Forschung/Entwicklung, Produkte/Innovationen

Perowskit-Solarzellen mit Top-Wirkung

Chinesische Forscher erreichen mit flexiblem Material enorme Biegefestigkeit


Vielversprechende neue Photovoltaik-Module aus Perowskit (Foto: Li et al.)
Vielversprechende neue Photovoltaik-Module aus Perowskit (Foto: Li et al.)

Nanjing (pte016/07.07.2022/13:30) -

Chinesische Forscher melden einen Weltrekord in der Leistung von flexiblen, auf dünnen Schichten basierenden Solarzellen. Von ihnen entwickelte Tandemzellen aus Perowskit erreichen einen Wirkungsgrad von 24,7 Prozent. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler Nanjing University http://nju.edu.cn , der Jilin University http://jlu.edu.cn , der Schanghai Tech University http://shanghaitech.edu.cn und der East China Normal University http://lxs.ecnu.edu.cn/EN in "Nature Energy".

Effiziente flexible Perowskite

Seit Jahren wird weltweit an der Entwicklung von Solarzellen aus Perowskit als Alternative zu Silizium geforscht. Ziel ist ein höherer Wirkungsgrad als bei Photovoltaik-Modulen, die aus Siliziumzellen bestehen. Dieser ist bei den Top-Zellen mit 22 Prozent am Limit. Leichte, flexible Perowskite sind vielversprechend für die Photovoltaik-Produktion. Bisher lagen die höchsten gemeldeten Wirkungsgrade um die 20 Prozent und somit unter jenen von starren Perowskiten (25,7 Prozent).

Neben dem hohen Wirkungsgrad von 24,7 Prozent ist es den Forschern aus China nun auch gelungen, das Design molekülbasierter Schnittstellen zur Überbrückung von Lochtransportschichten und Perowskit-Filmen die Biegefestigkeit der Solarzellen erheblich zu verbessern. Daher können diese ihre ursprüngliche Leistung für über 10.000 Betriebszyklen bei einer Biegung mit einem Radius von 15 Millimeter beibehalten.

Vielfältige Anwendungen

Für die Entwicklung effizienterer Solarzellen auf Basis flexibler Perowskite nutzten die Forscher zwei lochselektive Moleküle auf der Grundlage von Carbazolkernen und Phosphonsäure-Verankerungsgruppen, um das Perowskit mit einem bei niedriger Temperatur verarbeiteten NiO-Nanokristallfilm zu verbinden. "Wir glauben, dass leichte, flexible Perowskit-Solarzellen vielversprechend für den Aufbau integrierter Photovoltaik, tragbare Elektronik, tragbare Energiesysteme und Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt sind", erklärt Hairen Tan vom Forscherteam gegenüber "TechXplore". "Im Vergleich zu starren Perowskit-Solarzellen sind die leichtgewichtigen flexiblen Perowskit-Tandem-Solarzellen kostengünstiger zu transportieren, zu lagern und zu installieren."

(Ende)
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