Tailoring hocheffizienter und umweltfreundlicherer Perovskit-Solarzellen auf der Grundlage von Löslichkeitsvorhersagemodellen

• Antragstellerin: Professorin Dr. Yana Vaynzof
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie ; Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 543965669

Das TANGO-Projekt stellt einen bedeutenden Fortschritt im Bereich der Herstellung von Perowskit-Solarzellen (PSC) dar, indem es ein prädiktives Modell einführt, das die Hansen-Löslichkeitsparameter (HSPs) mit der Dichtefunktionaltheorie (DFT) verbindet. Dieser innovative Ansatz zielt darauf ab, die Auswahl von Lösungsmitteln zu revolutionieren welche einen entscheidenden Einfluss auf die Leistung, Stabilität und Umweltverträglichkeit von PSCs hat. Im Gegensatz zur unvorhersehbaren Ein-Schritt-Methode setzt TANGO auf Solvent-Engineering, das die Filmqualität, die Morphologie und die Bauteilstabilität durch die strategische Anwendung von Anti-Lösungsmitteln während des Beschichtungsprozesses verbessert. Aufgrund der Beschränktheit und mangelnden Standardisierung herkömmlicher Methoden zur Lösungsmittelauswahl wird TANGO ein neues, theoretisches Modell entwickeln. Dieses prädiktive Modell zielt darauf ab, systematisch Lösungsmittel/ Anti-Lösemittel Kombinationen zu identifizieren, die sowohl eine hohe Leistungsfähigkeit der PSC ermöglichen als auch eine minimale Umweltbelastung darstellen. Die drängenden Umweltprobleme im Zusammenhang mit der Verwendung von Lösungsmitteln bei der Herstellung von Perowskit-Solarzellen machen deutlich, dass ein nachhaltigerer Ansatz erforderlich ist, der das Streben nach hohen Bauteileffizienzen und der Verantwortung für die Umwelt in Einklang bringt. Die Kooperation zwischen IFW und UNS-CONICET, welche die Expertise von Prof. Dr. Yana Vaynzof in der Solarzellenherstellung und die Kompetenz von Prof. Dr. Ignacio López-Corral in der theoretischen Chemie vereint, unterstreicht die ehrgeizigen Ziele von TANGO. Die erfolgreiche Validierung des prädiktiven Modells verspricht eine neue Ära hocheffizienter und umweltfreundlicher PSC, die einen wichtigen Beitrag zum globalen Übergang zu einer nachhaltigen Energiegewinnung leisten wird.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Argentinien
• Partnerorganisation: Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
• Kooperationspartner: Professor Ignacio López-Corral, Ph.D.