Angesichts der weltweit steigenden Nachfrage nach sauberer Energie entwickelt sich die Solartechnologie stetig weiter. Zinnsulfid-Dünnschichtsolarzellen haben aufgrund ihrer ungiftigen Materialien, der geringen Kosten und der hervorragenden theoretischen Leistungsfähigkeit Aufmerksamkeit erregt. Ihre tatsächliche Effizienz wird jedoch häufig durch Probleme mit der Rückseitenkontakt-Grenzfläche begrenzt. Ein Forschungsteam der Chonnam National University in Südkorea hat nun Fortschritte auf diesem Gebiet erzielt und die Zellgrenzflächenstruktur durch die Einführung einer Germaniumoxid-Zwischenschicht optimiert.

Unter der Leitung von Professor Heo Jae-young und Dr. Rahul Kumar Yadav fügte die Forschungsgruppe eine nur 7 Nanometer dicke Germaniumoxid-Zwischenschicht zwischen die Molybdän-Rückelektrode und die Zinnsulfid-Absorberschicht ein. Dieses Verfahren nutzt die natürliche Oxidation des Germaniumfilms während der Gasphasen-Transportabscheidung und vereint Präzision mit einfacher Verarbeitung. Die relevanten Forschungsergebnisse wurden am 19. September 2025 online in der Fachzeitschrift *Small* veröffentlicht.

Professor Xu Zaiyong erläuterte die Rolle dieser Zwischenschicht: „Trotz ihrer Dicke im Nanometerbereich löst diese Zwischenschicht gleichzeitig mehrere langjährige Probleme. Sie unterdrückt schädliche Tiefenniveaudefekte, verhindert unerwünschte Natriumdiffusion und die Bildung von resistiven Molybdändisulfidphasen während der Hochtemperaturfertigung.“ Diese Verbesserungen erhöhen effektiv die Qualität der Zinnsulfid-Absorberschicht und fördern Ladungstransport und -sammlung.

Die optimierte Zinnsulfid-Dünnschichtsolarzelle erzielte eine signifikante Effizienzsteigerung. Ihr Wirkungsgrad stieg von 3,71 % beim Vergleichsbauelement auf 4,81 %. Dieser Wert zählt zu den höchsten bisher berichteten Wirkungsgraden für vergleichbare, mittels Dampfabscheidung hergestellte Zellen. Diese Forschung bietet nicht nur einen neuen Ansatz zur Verbesserung der Leistung von Zinnsulfid-Dünnschichtsolarzellen, sondern liefert durch die präzise Grenzflächenkontrolle auch wertvolle Erkenntnisse für die Entwicklung anderer elektronischer Bauelemente.

Weitere Informationen: Autoren: Rahul K. Yadav et al., Titel: „Optimierung der Rückseitenpassivierung in SnS-Dünnschichtsolarzellen zur Verbesserung der photovoltaischen Leistung durch eine kontrollierbare Germaniumoxid-Zwischenschicht“, veröffentlicht in: Small (2025). Zeitschrifteninformationen: Small