Perowskit-Dünnschichtsolarzellen aus mehrstufigen trockenen Reaktionsprozessen

• Antragsteller: Professor Dr. Roland Scheer
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie ; Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 504961773

Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung und kinetische Quantifizierung von mehrstufigen Vakuum-basierten Wachstumsprozessen für mehrkomponentige ABX3 Perowskite für Dünnschichtsolarzellen. Darunter werden Perowskitfilme mit mehreren A Kationen und mehreren X Anionen verstanden. Im Gegensatz zur Koverdampfung sind mehrstufige Prozesse besonders für die industrielle Produktion geeignet. Die Prozesse sind trocken durchzuführen, d.h. ohne Lösungsmitteleinsatz. Die verschiedenen Wachstumsprozesse lassen sich einteilen in:(a) Prekursor-Dampf Reaktion wobei ein Festkörper-artiger Prekursor ausgesetzt einem Dampf sich in die Perowskitschicht umwandelt.(b) Reaktion eines Diffusionspaares, bei der zwei oder mehr Prekursor-Filme durch chemische Diffusion in eine Perowskitschicht umgewandelt werden.(c) Austauschreaktion, bei der eine Komponente (Anion oder Kation) teilweise oder vollständig durch eine andere Komponente ersetzt wird.In dem Projekt sollen sowohl State-of-the-art Pb-basierte als auch Sn-basierte Perowskite untersucht werden. Durch Modellversuche unter kontrollierten Bedingungen wie Temperatur und Fluss sollen Reaktionskonstanten, Diffusionskonstanten und Aktivierungsenergien bestimmt werden. Zentrale Untersuchungsmethode im Projekt ist die in-situ Röntgenbeugung, die Informationen über die Phasenbildung in quasi-Realzeit liefert.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Spanien
• Mitverantwortlich: Dr. Paul Pistor