{"id":178797,"date":"2026-11-13T10:46:09","date_gmt":"2026-11-13T09:46:09","guid":{"rendered":"https:\/\/www.dbu.de\/promotionsstipendium\/20026-008\/"},"modified":"2026-11-13T10:46:10","modified_gmt":"2026-11-13T09:46:10","slug":"20026-008","status":"publish","type":"promotionsstipendium","link":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/promotionsstipendium\/20026-008\/","title":{"rendered":"Entwicklung von stabilen und effizienten Perowskitsolarzellen mit hoher Bandl\u00fccke durch Kontrolle der Ausrichtung und Dimensionalit\u00e4t von niedrigdimensionalen Perowskiten"},"content":{"rendered":"<p style=\"text-align:justify;\">Der fortschreitende Klimawandel erfordert einen schnellen Umstieg von fossilen Brennstoffen auf regenerative Energiequellen, um den wachsenden Energiebedarf CO<sub>2<\/sub>-neutral zu decken. Die Photovoltaik (PV) spielt dabei als kosteng\u00fcnstige und skalierbare Technologie eine zentrale Rolle und ist in Deutschland bereits die zweitwichtigste Stromquelle. Perowskit-Solarzellen lassen sich besonders ressourcenschonend und kosteng\u00fcnstig herstellen und k\u00f6nnen als Tandem-Solarzellen verbaut werden: Hierbei werden zwei Unterzellen mit einem Photoabsorbermaterial mit niedriger Bandl\u00fccke und einem mit hoher Bandl\u00fccke kombiniert, wodurch h\u00f6here Wirkungsgrad als bei einer einzelnen Solarzelle erzielt werden k\u00f6nnen. Gerade bei begrenzt verf\u00fcgbaren Fl\u00e4chen wie in Deutschland, sind diese hohen Wirkungsgrade von Vorteil, weil von der gleichen Fl\u00e4che mehr Ertrag generiert werden kann. Aktuell leiden Perowskit-Solarzellen jedoch an Stabilit\u00e4tsproblemen gegen\u00fcber Feuchtigkeit sowie innerer Zersetzung und haben geringe Lebensdauern, was den Schritt zum gro\u00dffl\u00e4chigen, kommerziellen Einsatz verhindert.<\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\">Niedrigdimensionale Perowskite (LDPs) werden derzeit als Oberfl\u00e4chenpassivierungs- und Kontaktschichten f\u00fcr stabile Perowskit-Solarzellen untersucht. Sie weisen hervorragende optoelektronische Eigenschaften wie eine direkte, flexibel einstellbare Bandl\u00fccke auf und reduzieren effektiv die Rekombinationsrate von Elektron-Loch-Paaren an den Grenzfl\u00e4chen in der Solarzelle. Die hydrophobe Natur der organischen Spacer-Kationen verhindert eine feuchtigkeitsinduzierte Degradation des darunter liegenden 3D-Perowskiten und verbessert die Langzeitstabilit\u00e4t. Auch als Perowskit-Photoabsorber mit hoher Bandl\u00fccke f\u00fcr Tandem-Solarzellen sind LDPs vielversprechend. Die hohe Bandl\u00fccke entsteht hier durch Quantisierungseffekte und nicht durch die Mischung von Halogeniden, wodurch das Risiko der Phasenseparation minimiert wird. Eine der gr\u00f6\u00dften verbleibenden Herausforderungen in der Anwendung von LDPs ist die Kontrolle \u00fcber die Ausrichtung und Dimensionalit\u00e4t (d.\u00a0h. der Dicke der anorganischen Schicht). Insbesondere LDPs mit niedriger Dimensionalit\u00e4t orientieren sich vorzugsweise senkrecht zum Ladungsfluss, wobei die isolierenden Spacer-Kationen-Schichten den Ladungstransport behindern und so die Leistung der Solarzelle beschr\u00e4nken.<\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\">In meinem Promotionsprojekt werde ich vertikal ausgerichtete LDPs herstellen und untersuchen. Unter Beibehaltung der ausgezeichneten optoelektronischen Eigenschaften von LDPs soll dadurch der Ladungstransport parallel zur Schichtstruktur und damit durch die anorganischen, gut leitenden Schichten erm\u00f6glicht werden. Nach der Identifizierung und Optimierung entscheidender Prozessparameter wird der Bildungsmechanismus von LDPs u.a. mittels in-situ Photolumineszenzmethoden untersucht, um die Ausrichtung und Dimensionalit\u00e4t besser kontrollieren zu k\u00f6nnen. Vertikal ausgerichtete LDPs werden anschlie\u00dfend sowohl als Oberfl\u00e4chenpassivierungsschichten auf 3D-Perowskit-Photoabsorbern als auch phasenrein als Photoabsorber mit einer hohen Bandl\u00fccke eingesetzt. Insbesondere Letztere k\u00f6nnten eine wichtige Rolle bei der Entwicklung fortgeschrittener Techniken wie Perowskit-Perowskit-Tandem-Solarzellen spielen.<\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\">Die zentralen Forschungsfragen des Projektes sind: Durch welche Prozessparameter kann die Ausrichtung und Dimensionalit\u00e4t von LDPs beeinflusst werden? Wie lassen sich vertikal ausgerichtete LDPs als Oberfl\u00e4chenpassivierung von 3D-Perowskit-Absorber einsetzen? Wie k\u00f6nnen reine LDPs als stabile Photoabsorber mit hoher Bandl\u00fccke realisiert werden?<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Der fortschreitende Klimawandel erfordert einen schnellen Umstieg von fossilen Brennstoffen auf regenerative Energiequellen, um den wachsenden Energiebedarf CO2-neutral zu decken. Die Photovoltaik (PV) spielt dabei als kosteng\u00fcnstige und skalierbare Technologie eine zentrale Rolle und ist in Deutschland bereits die zweitwichtigste Stromquelle. 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