Perowskit-Forschung rückt Stabilität in den Fokus, Noak sammelt 5 Mio. Euro für Tandem-Hochskalierung ein

Noaks 5 Mio. Euro Seed deuten auf Tandem-Hochskalierung hin

Das Geld kommt von der belgischen Helios Foundation, dem Limburger Klimainvestor Nuhma und V2HFin, einer Tochter der Flemish Energy Holding. Es baut auf dem gemeinsamen geistigen Eigentum der beiden Partner im Bereich Tandem auf. Dieses Eigentum beruhe auf mehr als einem Jahrzehnt Forschung, sagen die Partner.

Für Käufer und Hersteller versprechen Tandems mehr Leistung pro Modul und weniger Verbrauch teurer Metalle. Noak hat keine Modulpreise, Kapazitäten oder Garantien offengelegt.

Die Technologie sei fünf Jahre im Freilandbetrieb an mehr als zehn Teststandorten auf drei Kontinenten erprobt worden, sagen die Partner. Die nächste Phase soll den Nachweis langfristiger Stabilität und Leistung im Maßstab erbringen. Das nennen sie entscheidend für die Bankfähigkeit. Das Zellendesign ergänzt eine gewebte 3D-Rückkontaktfolie. Sie verlegt die elektrischen Anschlüsse auf die Rückseite. Das beseitigt die Metallisierung auf der Vorderseite und senkt Abschattungsverluste. CEO Geert Palmers sagte, das Unternehmen wolle über globale Industriepartnerschaften eine Wertschöpfungskette aufbauen. Es solle sich nicht auf verwundbare kritische Abhängigkeiten verlassen.

Stabilität ist die kommerzielle Hürde

Das Verfahren von KIER nutzt Nickeloxidpulver. Das Pulver zieht Lithiumionen aus der Lösung der Lochtransportschicht. Anschließend filtert das Verfahren sie heraus.

Die Bestzelle erreichte 25,24% Leistungsumwandlungseffizienz. Sie hatte eine Leerlaufspannung von 1.175 V, eine Kurzschlussstromdichte von 25,83 mA/cm2 und einen Füllfaktor von 83,21%. Die stabilisierte Leistung unter Ein-Sonnen-Beleuchtung lag bei 25,1%. Die Zellen behielten nach 500 Stunden Dauerbetrieb mehr als 90% ihrer Anfangseffizienz. Unter beschleunigter Feuchte-Wärme-Prüfung bei 85 C und 85% relativer Luftfeuchte behielten sie 95%. Das Entfernen des Lithiums erhöhte die Leitfähigkeit der Lochtransportschicht um den Faktor 2,5.

Salze und Zwitterionen zielen auf Defekte

Am Argonne National Laboratory setzten Forscher Salzadditive ein, um zu steuern, wie sich Perowskitkristalle bilden. Zwei Salze erledigen die Aufgabe: Zinkbromid und Methylammoniumchlorid. Sie senken den Schmelzpunkt des Perowskitmaterials. Teile des Films verflüssigen sich dann kurzzeitig, und die Atome haben Zeit, sich an ihren Platz zu setzen.

Die Arbeit erschien in Science. Sie ergab 26,5% Solarzelleneffizienz und 26,1% externe Quanteneffizienz in einer LED. "Defekte sind seit fast einem Jahrzehnt der Engpass für Perowskite", sagte Yanqi Luo, Strahllinien-Wissenschaftler in der Abteilung für Röntgenwissenschaft am Argonne. Eine Übersichtsarbeit der Zhengzhou University kam zu dem Schluss, dass Zwitterionen Defektpassivierung, Kristallisationssteuerung und Abstimmung der Grenzflächenenergieniveaus in einem Molekül vereinen können. Die Übersicht nannte L-Asparagin, das die Effizienz von Zinn-Perowskit von 10,54% auf 13,31% hob, und Formamidinsulfinsäure, die in einem Bauteil mit breiter Bandlücke 22,06% erreichte. Zinnzellen liegen weit zurück. Ein modellgeführtes CsSnI3-Bauteil erreichte 10,76%, gegenüber 8,98% bei einem unoptimierten Gegenstück.