MOE-Fellowship

Henrik Prell

Dotierung von nicht-stöchiometrischen Kësterit-Typ Halbleitern mit Alkalimetallen – VerknĂŒpfung von kristallstrukturellen, chemischen und optoelektronischen Eigenschaften mit Leistungsparametern in Monograin-Solarzellen

Eine nachhaltige und kostengĂŒnstige Stromerzeugung ist zentral fĂŒr den Übergang zu einem Netto-Null-Emissionssystem. Die aktuell dominieren Silizium-basierten Solarmodule haben Nachteile bezĂŒglich des hohen Energieaufwands wĂ€hrend der Herstellung und Bedarf an kritischen Rohstoffen, was ein Problem fĂŒr die Stromerzeugung auf globalem Maßstab (TW-Bereich) darstellt. QuaternĂ€re Chalkogenid-Halbleiter auf Basis der Kristallstruktur des Minerals Kësterit (Cu2ZnSnS4) sind ein vielversprechendes Energiematerial fĂŒr hoch effiziente Solarzellen, die ungiftige und nicht kritische Rohstoffe enthalten. Im Gegensatz zu trationellen AnsĂ€tzen bestehen Monograin-Solarzellen aus einkristallinen Körnern im ”m-Bereich (Monograins). Die Module sind flexibel, leicht, können semi-transparent gestaltet sein und werden durch ein sehr effizientes vakuumfreies Druckverfahren hergestellt. Das Zusammenspiel prĂ€zise kontrollierter chemischer Zusammensetzung (intrinsischer Dotierung) und (extrinsischer) Dotierung mit Alkalimetallen sind entscheidend Steigerung der Effizienz. Hier werden Auswirkungen extrinsischer Dotierung mit Alkalimetallen von Pulverproben und entsprechenden Monograin-Solarzellen in AbhĂ€ngigkeit der chemischem Zusammensetzung im System Cu2ZnSn(S,Se)4 anhand kristallstruktureller, chemischer und optoelektronischer Aspekte umfassend charakterisiert. Ziel ist es ein tiefgreifendes VerstĂ€ndnis kontrollierter Dotierng und die Auswirkungen auf Leistungsparameter und optoelektronische Eigenschaften in AbhĂ€ngigkeit der chemischen Zusammensetzung aufzubauen, um die Leistung entsprechender Solarzellen zu optimieren und die vielseitige Anwendung dieser Halbleiter zu ermöglichen. 


Übersicht

Förderzeitraum

01.07.2023 - 30.06.2026

Institut

Freie UniversitÀt Berlin
Geologische Wissenschaften/Mineralogie-Petrologie

Betreuer

Prof. Dr. Susan Schorr

Kontakt

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