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 IEK-5 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:

  1. 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
  2. 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
  3. Optimierung der Tandem-Solarzelle
    • Prozessentwicklung der Perowskitabscheidung auf verschiedenen SHJ-Bottomzellen
    • Stromanpassung zwischen Top- und Bottomzelle
    • Optimierung der Rekombinationszwischenschicht
  4. 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

Dr. Kaining Ding

Head of Silicon Heterojunction Solar Cells and Modules Department

  • Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK)
  • Photovoltaik (IEK-5)
Gebäude 02.6 /
Raum 4004
+49 2461/61-1604
E-Mail

Letzte Änderung: 06.10.2023