Invertierte Perowskit-Solarzelle erreicht 25 Prozent Wirkungsgrad

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von pv magazine International

Wissenschaftler der City University of Hong Kong (CityU) und des Imperial College London in Großbritannien haben eine invertierte Perowskit-Solarzelle auf der Basis einer metallorganischen Verbindung namens FcTc2 (Ferrocenyl-bis-thiophen-2-carboxylat) hergestellt, die sowohl den Wirkungsgrad als auch die Stabilität der Photovoltaik-Lösung verbessern soll.

„Ferrocene sind Verbindungen mit Eisen im Zentrum, umgeben von sandwichartigen Ringen aus Kohlenstoff“, so die Forscher. „Die einzigartige Struktur von Ferrocen wurde erstmals 1952 von Imperials Nobelpreisträger Professor Geoffrey Wilkinson erkannt, und Ferrocene werden auch heute noch weltweit wegen ihrer einzigartigen Eigenschaften erforscht.“

Die Solarzelle hat eine p-i-n-Struktur und wurde mit einem Substrat aus Glas und fluordotiertem Zinnoxid (FTO) hergestellt. Dieses wurde mit einer Lösung auf der Basis von Poly(triaryl)amin (PTAA) beschichtet, das als ausgezeichnetes Material für den Transport von Löchern und die Sperrung von Elektronen gilt, sowie mit einer Perowskit-Schicht, einer Ferrocen-Schicht, einer Pufferschicht aus Bathocuproin (BCP) und einer Top-Elektrode auf der Basis von Gold (Au).

Die Zelle erreicht einen Wirkungsgrad von 25 Prozent und behält mehr als 98 Prozent ihres anfänglichen Wirkungsgrads, nachdem sie 1500 Stunden lang unter normalen Beleuchtungsbedingungen kontinuierlich am maximalen Leistungspunkt betrieben wurde. „Darüber hinaus haben die Zellen die internationalen Standards für ausgereifte Photovoltaik (IEC61215:2016) erfüllt und eine hohe Stabilität im feuchten Hitzetest – 85 Grad Celsius und 85 Prozent relative Luftfeuchtigkeit – gezeigt“, so die Wissenschaftler.

Ihre Ergebnisse wurden in der Publikation „Organometallic-functionalized interfaces for highly efficient inverted perovskite solar cells“ in Science veröffentlicht. „Wir sind das erste Team, dem es gelungen ist, die Perowskit-Solarzelle mit invertierter Architektur auf einen rekordverdächtigen Wirkungsgrad von 25 Prozent zu steigern und den von der Internationalen Elektrotechnischen Kommission vorgeschriebenen Stabilitätstest zu bestehen“, so CityU-Forscher Zonglong Zhu.

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