In situ Dotierung koaufgedampfter Perowskitschichten und ihre Anwendung f\u00fcr Solarzellen<\/p>\n
Ein wichtiger Faktor f\u00c3\u00bcr die Transformation des Energiesektors sind Solarzellen mit geringen Produktionskosten und einem hohen Wirkungsgrad. Perowskit-Solarzellen k\u00c3\u00b6nnen beides bieten, da sie mit sehr kosteng\u00c3\u00bcnstigen Verfahren produziert werden k\u00c3\u00b6nnen, z.B. \u00c3\u00bcber Druckverfahren, und auch die Materialkosten gering sind, unter anderem, weil durch die Schichtdicke von einigen hundert Nanometern nur sehr wenig Material ben\u00c3\u00b6tigt 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 \u00c3\u00bcber 27% gestiegen.<\/p>\n
Noch h\u00c3\u00b6here Effizienzen k\u00c3\u00b6nnen 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\u00c3\u00bccke \u00c3\u00bcber die Zusammensetzung optimal anpassen l\u00c3\u00a4sst und die Herstellung kompatibel ist. Silizium ist attraktiv, weil es als kosteng\u00c3\u00bcnstige 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-Chlorid (FA1\u00e2\u20ac\u2018a<\/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\u00c3\u00a4t auswirken. Defekte, die tiefe St\u00c3\u00b6rstellen erzeugen, tragen zur nichtstrahlenden Rekombination bei, welche die Quasi\u00e2\u20ac\u0090Fermi\u00e2\u20ac\u0090Niveau\u00e2\u20ac\u0090Aufspaltung und damit die offene Klemmenspannung der Solarzelle reduziert. Das wiederum wirkt sich nachteilig auf den Wirkungsgrad aus.<\/p>\n Es gibt au\u00c3\u0178erdem viele Punktdefekte, die flache St\u00c3\u00b6rstellen bilden. Diese tragen zwar kaum zur nichtstrahlenden Rekombination bei, k\u00c3\u00b6nnen aber die problematische Ionenmigration beg\u00c3\u00bcnstigen, die einige verschiedene Nachteile mit sich bringt. Zum einen kann die Ionenmigration im elektrischen Feld zu einer Akkumulation an den Grenzfl\u00c3\u00a4chen zu den selektiven Kontaktschichten und damit zu ungewollten Bandverbiegungen f\u00c3\u00bchren, was die Ladungstr\u00c3\u00a4ger-Extraktion beeinflusst. Des Weiteren f\u00c3\u00bchrt Ionenmigration zu einer Hysterese in Strom-Spannungs-Kurven. Dar\u00c3\u00bcber hinaus k\u00c3\u00b6nnen Ionen an den Grenzfl\u00c3\u00a4chen zu unerw\u00c3\u00bcnschten Reaktionen mit den Kontaktmaterialien f\u00c3\u00bchren, welche die Zellperformance beeintr\u00c3\u00a4chtigen. Au\u00c3\u0178erdem 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\u00c3\u00bccken bilden.<\/p>\n Ein L\u00c3\u00b6sungsansatz f\u00c3\u00bcr diese Probleme ist die Passivierung von Defekten. Ziel meiner Arbeit ist die Passivierung des Perowskitabsorbers mittels aufgedampfter Passivierungen. Daf\u00c3\u00bcr gibt es einige aussichtsreiche Materialien. Das Material Ehylendiammoniumdiiodid (EDAI2) habe ich bereits untersucht, mit der Erkenntnis, dass es sich reproduzierbar aufdampfen l\u00c3\u00a4sst und die gleiche Passivierqualit\u00c3\u00a4t erreicht, wie per Spin-Coating aufgebrachtes EDAI2.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" In situ Dotierung koaufgedampfter Perowskitschichten und ihre Anwendung f\u00fcr Solarzellen Ein wichtiger Faktor f\u00c3\u00bcr die Transformation des Energiesektors sind Solarzellen mit geringen Produktionskosten und einem hohen Wirkungsgrad. 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