Ein Forschungsteam der Technischen Universität Kaunas in Litauen hat wichtige Fortschritte auf dem Gebiet der anorganischen Perowskit-Solarzellentechnologie erzielt und erfolgreich eine neue Schutzschichttechnologie entwickelt, die die Umwandlungseffizienz und Betriebsstabilität der Zelle deutlich verbessert.

Das Forschungsteam synthetisierte perfluorierte zweidimensionale Ammoniumkationen, um eine stabile zweidimensionale Schutzschicht auf der Oberfläche eines dreidimensionalen anorganischen Perowskits aufzubauen. Diese Technik löste erfolgreich das Haftungsproblem zwischen der zweidimensionalen Schicht und dem anorganischen Perowskitmaterial und bildete eine starke Heterostruktur. Dr. Kasparas Lakstis, Forscher an der Technischen Universität Kaunas, sagte: „Perowskit-Solarzellen gehören zu den am schnellsten wachsenden Solartechnologien der Welt – sie sind leicht, dünnschichtig, flexibel und vor allem werden sie aus kostengünstigen Materialien hergestellt.“

Diese neue Perowskit-Solarzellentechnologie erreichte einen Wirkungsgrad von über 21 % und stellte damit einen Effizienzrekord für diesen Zelltyp auf. In Stabilitätstests blieben Minimodule mit dieser Technologie bei Dauerbestrahlung bei 85 Grad Celsius über 950 Stunden stabil. Dr. Lakstis bemerkte: „Das Ergebnis ist die Bildung einer stabilen zweidimensionalen Schicht auf der Oberfläche des dreidimensionalen anorganischen Perowskits. Dieses Mal hafteten die zweidimensionalen Schichten schließlich aneinander und bildeten eine robuste Heterostruktur, die auch bei hohen Temperaturen stabil bleibt.“

Das Forschungsteam wandte die Perowskit-Solarzellentechnologie auch auf Mikromodule an, deren effektive Fläche mehr als 300-mal größer ist als die typischer Labortestzellen, und erreichte dennoch einen Wirkungsgrad von fast 20 %. Diese großformatigen Module zeigten zudem eine ausgezeichnete Haltbarkeit und blieben in Dauerlichttests bei hohen Temperaturen stabil. Die Forscher erklärten: „Obwohl Solarzellen unter realen Betriebsbedingungen normalerweise keine so hohen Temperaturen erreichen, dienen diese standardisierten Stabilitätstests der Bewertung ihrer Langzeithaltbarkeit. Diese hohe Stabilität ist tatsächlich vergleichbar mit den Anforderungen kommerzieller Siliziumzellen.“

Dieser Durchbruch in der Perowskit-Solarzellentechnologie markiert einen bedeutenden Schritt hin zur Kommerzialisierung der Solartechnologie der nächsten Generation. Durch die Überwindung der schnellen Degradation anorganischer Perowskit-Materialien eröffnet die Technologie neue Möglichkeiten für die Entwicklung kostengünstiger und hocheffizienter Solarzellen.