Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung von Professor Antonio Abate hat die Stabilität und Effizienz von Perowskit-Solarzellen durch Grenzflächenoptimierung erfolgreich verbessert. Die Forschungsergebnisse wurden in der Fachzeitschrift *Nature Photonics* veröffentlicht und stellen einen bedeutenden Fortschritt in der Perowskit-Photovoltaik-Technologie dar.

Das Forschungsteam führte eine neuartige fluorierte Verbindungsbeschichtung zwischen der Perowskitschicht und der Fulleren-Kontaktschicht ein, wodurch eine nahezu monolithische Isolationsstruktur entstand. Professor Abate erklärte: „Wir verwendeten eine fluorierte Verbindung, die zwischen der Perowskitschicht und der Fulleren-Kontaktschicht gleiten kann und so eine nahezu dichte Monoschicht bildet. Dies ähnelt dem Teflon-Effekt, bei dem die Zwischenschicht eine chemische Barriere bildet, die Defekte verhindert und gleichzeitig den elektrischen Kontakt gewährleistet.“

Diese technologische Innovation steigerte den Wirkungsgrad von Perowskit-Solarzellen im Labor auf 27 %. Nach 1200 Stunden Dauerbetrieb unter Standardbeleuchtung war kein Wirkungsgradverlust zu beobachten. Vergleichsexperimente zeigten, dass Zellen ohne diese Beschichtung innerhalb von 300 Stunden einen Wirkungsgradverlust von 20 % aufwiesen. Die Beschichtung zeigte zudem eine ausgezeichnete thermische Stabilität und behielt ihre Leistungsfähigkeit auch nach 1800 Stunden Alterungstest bei 85 °C und 200 Zyklen im Temperaturbereich von -40 °C bis 85 °C bei.

Der Erstautor der Studie, Guixiang Li, leitete die experimentellen Untersuchungen während seiner Doktorarbeit in Abates Team und ist derzeit Professor an der Southeast University in Nanjing, China, wo er weiterhin mit dem Forschungsteam zusammenarbeitet. An diesem Forschungsprojekt waren Forschungseinrichtungen aus China, Italien, der Schweiz und Deutschland beteiligt, darunter Teams der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) und des Imperial College London.

Professor Abate blickte auf den Forschungsprozess zurück: „Bereits 2014 begann ich im Snyders-Labor mit der Idee, diese Teflonmoleküle zur Herstellung eines Zwischenfilms zu verwenden. Damals erreichten Perowskit-Solarzellen nur einen Wirkungsgrad von 15 % und ihre Leistung nahm rapide ab. Nun ist uns ein bedeutender Durchbruch gelungen.“ Die mit dieser Technologie hergestellten Perowskit-Solarzellen nutzen eine invertierte Struktur, wodurch die Voraussetzungen für den Einsatz in Tandemtechnologie in Kombination mit Siliziumzellen geschaffen werden.

Dieser Durchbruch bietet eine neue Lösung für die kommerzielle Anwendung der Perowskit-Photovoltaiktechnologie und fördert die Entwicklung hocheffizienter und stabiler optoelektronischer Bauelemente der nächsten Generation.

Weitere Informationen: Guixiang Li et al., „Stabilisierung und effiziente Herstellung von Perowskit-Solarzellen durch strategisches Grenzflächenkontakt-Engineering“, *Nature Photonics* (2025). Zeitschrifteninformationen: *Nature Photonics*