NSERC-DFG SUSTAIN Integrierte Entwicklung einer nachhaltigen Lösungmittelstrategie für Perowskit Solarzellen

• Antragsteller: Professor Lukas Schmidt-Mende, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Technische Chemie ; Chemische und Thermische Verfahrenstechnik ; Experimentelle Physik der kondensierten Materie ; Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 533867117

Perowskit-Solarzellen (PSC) haben sich im letzten Jahrzehnt zu einer spannenden, kostengünstigen Technologie für erneuerbare Energien entwickelt. Die Effizienz, mit der sie Sonnenlicht in Elektrizität umwandeln, ist mittlerweile mit der von Silizium-Solarzellen vergleichbar. Allerdings stellen die gesundheitlichen und ökologischen Auswirkungen der bei der PSC-Verarbeitung verwendeten Lösungsmittel weiterhin ein Hindernis für die Kommerzialisierung und die Produktion in großem Maßstab dar. Die Lösungsmittel, von denen einige sehr giftig sind, können in die Atmosphäre gelangen und schädliche Auswirkungen auf die Umwelt und die Gesundheit haben, oder nur in aufwendigen Verfahren zurückgewonnen werden, was zu Kohlenstoffemissionen führt und zusätzliche Infrastruktur und Energieaufwand erfordert. Der Schwerpunkt dieses Projekts liegt auf der nachhaltigen Chemie und dem Engineering von PSCs mittels umweltfreundlicher und lösungsmittelfreier Ansätze. Insbesondere wird dieses Projekt einen integrierten, multidisziplinären Ansatz verfolgen, der alle Schlüsselkomponenten einer PSC berücksichtigt; die lichtabsorbierende Perowskitschicht, Ladungstransportschichten und leistungssteigernde Additive. Mithilfe einer neuartigen In-situ-Transmissionscharakterisierungstechnik werden grundlegende Einblicke in die Bildung der PSC-Schichten mit grünen Lösungsmitteln gewonnen. Die Herstellungsprozesse werden untersucht und optimiert, um schädliche Lösungsmittel und Abgase zu minimieren, und die Leistung der PSCs wird von den kanadischen und deutschen Teams untersucht und gemeinsam optimiert, um eine nachhaltige PSC-Herstellung zu erreichen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Kanada
• Partnerorganisation: Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada
• Kooperationspartner: Professor Dr. Vivek M. Maheshwari; Professor Dr. Kevin Musselman