Ein Forschungsteam der Nanjing University of Technology hat neue Fortschritte auf dem Gebiet der Perowskit-Photovoltaiktechnologie erzielt. Mithilfe eines Vakuum-Verdampfungsverfahrens fertigte das Team ein 0,066 Quadratzentimeter großes Perowskit-Photovoltaikmodul mit einem Wirkungsgrad von 25,19 %. Nach 1000 Stunden Dauerbetrieb behielt das Modul über 95 % seiner Leistung. Ein mit demselben Verfahren hergestelltes, 1 Quadratzentimeter großes Modul erreichte ebenfalls einen Wirkungsgrad von 23,38 % und demonstrierte damit sein Potenzial für industrielle Anwendungen. Die Forschungsergebnisse zur Perowskit-Photovoltaiktechnologie wurden in der Fachzeitschrift *Nature Photonics* veröffentlicht.

Xu Yutian, Erstautor der Studie und Doktorand an der Technischen Universität Nanjing, erklärte: „Internationale Labore verwenden derzeit hauptsächlich Lösungsverfahren zur Herstellung von Perowskit-Photovoltaikmodulen, wie beispielsweise Spin-Coating und Beschichtungsverfahren. Für die Herstellung der Lösungen werden Lösungsmittel wie N,N-Dimethylformamid und Dimethylsulfoxid benötigt. Diese Substanzen können gesundheitliche und umweltschädliche Auswirkungen haben und schränken zudem die Produktion im großen Maßstab ein.“

Guo Qingxun, der korrespondierende Autor der Studie und Dozent an der Technischen Universität Nanjing, erklärte, dass die vom Team angewandte Vakuumverdampfungstechnologie der Dünnschichtabscheidung im Vakuum ähnelt. Bei diesem Verfahren werden die Rohmaterialien erhitzt, wodurch sie sich in molekularer oder atomarer Form auf dem Substrat abscheiden und einen gleichmäßigen und dichten Dünnfilm bilden. Diese Vakuumverdampfungstechnologie kommt ohne Lösungsmittel aus, ermöglicht eine präzise Prozesssteuerung und gilt als vielversprechende Lösung für den Übergang vom Labor zur industriellen Anwendung.

Um die Herausforderung der Verbesserung der photoelektrischen Umwandlungseffizienz zu bewältigen, entwickelte das Forschungsteam eine umgekehrte Schicht-für-Schicht-Abscheidungsstrategie. Professor Yonghua Chen von der Technischen Universität Nanjing, einer der korrespondierenden Autoren der Studie, erklärte: „Herkömmliche Verfahren scheiden zuerst Metallhalogenide und anschließend Formamidiniumhydroiodat ab, während wir die umgekehrte Reihenfolge anwenden. Diese umgekehrte Schicht-für-Schicht-Abscheidung, kombiniert mit selbstorganisierten Molekülen, kann die reaktive Diffusion fester Ausgangsmaterialien während des Temperns fördern und so hochwertige Perowskit-Kristallfilme erzeugen.“

Durch innovative Methoden wie die thermische Verdampfung im Vakuum und die umgekehrte Schicht-für-Schicht-Abscheidung erzielte das Team einen Durchbruch in der Effizienz der Perowskit-Photovoltaik-Technologie. Huang Wei, Akademiemitglied der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und Mitautor der Studie, betonte: „Diese Arbeit hat nicht nur einen neuen Effizienzrekord für die thermische Verdampfungstechnologie im Vakuum aufgestellt, sondern auch eine wissenschaftliche Grundlage für die Entwicklung großflächiger, hocheffizienter und hochstabiler Perowskit-Photovoltaikmodule geschaffen.“