EPFL verbessert Stabilität von Perowskit-Solarzellen

Wissenschaftler des EPFL in der Schweiz haben die Stabilität von Perowskit-Solarzellen weiter verbessert. Dazu seien sie mit Kupfer-Thiocyanat ergänzt worden, das durch eine dünne Schicht aus reduziertem Graphenoxid geschützt sei, teilten die Forscher mit. Die Solarzellen hätten in einem beschleunigten Alterungstest anschließend weniger als fünf Prozent ihres anfänglichen Wirkungsgrades eingebüßt. Dies sei ein Durchbruch und markiere die höchste Stabilität bei der Leistung von Perowskit-Solarzellen, die bislang erreicht worden sei.

Perowskite gilt als vielversprechende Photovoltaik-Technologie, die hohe Wirkungsgrade zu günstigen Produktionskosten verspricht. Bislang sind mit den Perowskit-Solarzellen Wirkungsgrade von mehr als 22 Prozent erreicht worden. Allerdings war die Stabilität der Zellen bislang ein großes Problem, da sie im Betrieb schnell an Leistung verloren.

Mit zwei neuen Konzepten hat Michael Grätzels Labor an der EPFL dieses Problem nun gelöst sein. Die Wissenschaftler haben zum einen ein einfaches, dynamisches Abscheidungsverfahren für hochkonforme, 60 Nanometer dicke CuSCN-Schichten entwickelt. Diese erlaubten die Herstellung von Perowskit-Solarzellen mit stabilisierten Wirkungsgraden von mehr als 20 Prozent. Zum anderen führten sie die dünne Schicht von reduziertem Graphenoxid zwischen CuSCN- und Goldschicht ein, was wiederum die Stabilität der Effizienz fördere.

Die Wissenschaftler hätten bei ihren Arbeiten auch entdeckt, dass die Instabilität der Perowskit-Solarzellen von der Degradation des CuSCN/Goldkontaktes während des Betriebs komme. „Das ist der größte Durchbruch in der Perowskit-Solarzellen-Forschung und wird den Weg für eine kommerzielle Verbreitung im großen Maßstab für diese vielversprechende Photovoltaik-Technologie ebnen“, sagte Michael Grätzel. Auch andere Forscher, die an der Weiterentwicklung der Technologie arbeiteten, würden von den neuen Ergebnissen profitieren.