In situ Dotierung koaufgedampfter Perowskitschichten und ihre Anwendung f\u00fcr Solarzellen<\/p>\n
Ein wichtiger Faktor f\u00fcr die Transformation des Energiesektors sind Solarzellen mit geringen Produktionskosten und einem hohen Wirkungsgrad. Perowskit-Solarzellen k\u00f6nnen beides bieten, da sie mit sehr kosteng\u00fcnstigen Verfahren produziert werden k\u00f6nnen, z.B. \u00fcber Druckverfahren, und auch die Materialkosten gering sind, unter anderem, weil durch die Schichtdicke von einigen hundert Nanometern nur sehr wenig Material ben\u00f6tigt wird. Auch im Sinne der Ressourcenschonung ist der geringe Materialverbrauch vorteilhaft. In den letzten Jahren haben Perowskit-Solarzellen eine unvergleichliche Entwicklung erfahren. Seit 2009 ist die Effizienz von 3,8% auf \u00fcber 26% gestiegen.<\/p>\n
Noch h\u00f6here Effizienzen k\u00f6nnen erreicht werden, indem Tandem-Solarzellen genutzt werden. Dabei werden zwei Materialien kombiniert, die jeweils verschiedene Anteile des Spektrums des Sonnenlichts nutzen. Perowskit-Solarzellen lassen sich besonders gut mit Silizium kombinieren, weil sich die Perowskit-Bandl\u00fccke \u00fcber die Zusammensetzung optimal anpassen l\u00e4sst und die Herstellung kompatibel ist. Silizium ist attraktiv, weil es als kosteng\u00fcnstige Technologie etabliert ist.<\/p>\n
Perowskit-Solarzellen verwenden hybrid organisch-anorganische Metall-Halogene mit der Zusammensetzung ABX3<\/sub> als Absorbermaterial. In diesem Promotionsvorhaben wird Formamidinium-Caesium-Blei-Iodid-Bromid (FA1\u2011a<\/sub>Csa<\/sub>Pb(I1-x-y<\/sub>Brx<\/sub>Cly<\/sub>)3<\/sub>) verwendet. Dabei befindet sich auf der A-Position FA+<\/sup> oder Cs+<\/sup>, die B-Position ist mit Blei besetzt und auf der X-Position befindet sich Iod, Brom oder Chlor.<\/p>\n Perowskitschichten haben eine hohe Dichte an Defekten unterschiedlicher Art, die sich nachteilig auf den Wirkungsgrad und die Stabilit\u00e4t auswirken. Defekte, die tiefe St\u00f6rstellen erzeugen, tragen zur nichtstrahlenden Rekombination bei, welche die Quasi\u2010Fermi\u2010Niveau\u2010Aufspaltung und damit die offene Klemmenspannung der Solarzelle reduziert. Das wiederum wirkt sich nachteilig auf den Wirkungsgrad aus.<\/p>\n Es gibt au\u00dferdem viele Punktdefekte, die flache St\u00f6rstellen bilden. Diese tragen zwar kaum zur nichtstrahlenden Rekombination bei, k\u00f6nnen aber die problematische Ionenmigration beg\u00fcnstigen, die einige verschiedene Nachteile mit sich bringt. Zum einen kann die Ionenmigration im elektrischen Feld zu einer Akkumulation an den Grenzfl\u00e4chen zu den selektiven Kontaktschichten und damit zu ungewollten Bandverbiegungen f\u00fchren, was die Ladungstr\u00e4ger-Extraktion beeinflusst. Des Weiteren f\u00fchrt Ionenmigration zu einer Hysterese in Strom-Spannungs-Kurven. Dar\u00fcber hinaus k\u00f6nnen Ionen an den Grenzfl\u00e4chen zu unerw\u00fcnschten Reaktionen mit den Kontaktmaterialien f\u00fchren, welche die Zellperformance beeintr\u00e4chtigen. Au\u00dferdem ist die Ionenmigration auch in die photoinduzierte Phasensegregeation involviert, bei der sich unter Beleuchtung in Perowskitmaterialien, die eine Mischung aus Iod und Brom enthalten, iodreiche und bromreiche Phasen mit unterschiedlichen Bandl\u00fccken bilden.<\/p>\n Ein L\u00f6sungsansatz f\u00fcr diese Probleme ist die Passivierung von Defekten. Ziel meiner Arbeit ist die Passivierung des Perowskitabsorbers mittels aufgedampfter Passivierungen. Daf\u00fcr gibt es einige aussichtsreiche Materialien, die ich im weiteren Verlauf meiner Promotion untersuchen werde.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" In situ Dotierung koaufgedampfter Perowskitschichten und ihre Anwendung f\u00fcr Solarzellen Ein wichtiger Faktor f\u00fcr die Transformation des Energiesektors sind Solarzellen mit geringen Produktionskosten und einem hohen Wirkungsgrad. Perowskit-Solarzellen k\u00f6nnen beides bieten, da sie mit sehr kosteng\u00fcnstigen Verfahren produziert werden k\u00f6nnen, z.B. \u00fcber Druckverfahren, und auch die Materialkosten gering sind, unter anderem, weil durch die Schichtdicke […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[2477],"class_list":["post-52332","promotionsstipendium","type-promotionsstipendium","status-publish","hentry","tag-deutschland"],"meta_box":{"dbu_stipendiaten_az":"20019\/585","dbu_stipendiaten_anrede":"","dbu_stipendiaten_nachname":"Barnscheidt","dbu_stipendiaten_vorname":"Verena","dbu_stipendiaten_titel":"","dbu_stipendiaten_fbeginn":"2019-07-01 00:00:00","dbu_stipendiaten_fende":"2026-02-28 00:00:00","dbu_stipendiaten_e_anschrif":"Leibniz Universit\u00e4t Hannover Institut f\u00fcr Materialien und Bauelemente der Elektronik MBE","dbu_stipendiaten_betreuer":"Prof. Dr. Tobias Wietler","dbu_stipendiaten_email_dienst":"v.barnscheidt@isfh.de"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium\/52332","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/promotionsstipendium"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium\/52332\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":58344,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium\/52332\/revisions\/58344"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=52332"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=52332"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=52332"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}