Britische Forscher entwickeln Verfahren zur Stabilisierung von Perowskit-Zellen

Solarzellen aus Perowskiten haben einen hohen Wirkungsgrad, verlieren aber unter natürlichen Bedingungen einen erheblichen Teil ihrer Leistung innerhalb weniger Tage. Ein Team aus Forschern des Imperial College London (ICL) hat nun die Ursachen für den raschen Leistungsverlust entdeckt und Vorschläge für die Lösung des Problems gemacht, wie die Universität am Freitag mitteilte. Derzeitig sei es nur mit Hilfe einer Glasbeschichtung möglich, die Lebensdauer der Zellen zu verlängern. Diese schränke aber die Flexibilität von Perowskiten ein und mache die Solarmodule teurer als auch schwerer.

Die Wissenschaftler hätten nun nachgewiesen, dass sogenannte Superoxide entstehen, wenn einfallendes Licht Elektronen in den Solarzellen freisetzt, die mit dem Sauerstoff in der Luft reagieren. Diese Superoxide würden dann die Perowskit-Zelle korrodieren und somit den Leistungsabfall verursachen. Nach Angaben der Forscher wird dieser Prozess durch kleine Hohlräume in der Struktur der Perowskiten unterstützt, die unter normalen Umständen mit Jodidionen gefüllt wäre. Da diese aber selbst eine Komponente von Perowskiten seien, gebe es Defekte mit Lücken, in denen die Jodidionen fehlen. Diese Hohlräume würden dann später von den Superoxiden genutzt, wie die Forscher in der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Nature Communications berichten.

Das Forscherteam habe herausgefunden, dass das Auftragen einer zusätzlichen Schicht aus Jodidionen nach dem Herstellungsprozess die Stabilität der Perowskit-Zellen verbessere. Das eigentliche Ziel sei jedoch, erst gar keine Defekte entstehen zu lassen. „Wir haben nun einen Weg gefunden, diesen Prozess im atomaren Maßstab zu verstehen, was uns ermöglicht, Perowskit-Zellen mit einer deutlich verbesserten Stabilität zu entwickeln“, sagte Saif Haque vom Institut für Chemie des ICL. Nach Angaben der Universität wollen die Wissenschaftler die neu entwickelten Zellen jetzt unter natürlich Bedingungen testen. Dafür sollen diese für einen längerem Zeitraum einem Mix aus Sauerstoff und Feuchtigkeit ausgesetzt werden.