Bewertung der Durchführbarkeit von Grenzflächmodifikationsstrategien für effiziente und stabile skalierbare Perowskit-Solarmodule

• Antragstellerin: Professorin Dr. Eva Unger
• Fachliche Zuordnung: Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien ; Beschichtungs- und Oberflächentechnik ; Materialien und Werkstoffe der Sinterprozesse und der generativen Fertigungsverfahren ; Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung ; Thermodynamik und Kinetik sowie Eigenschaften der Phasen und Gefüge von Werkstoffen
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 569550631

Dieses Projekt konzentriert sich auf die Entwicklung und Evaluierung von Grenzflächenbehandlungen zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit von Perowskit-Solarzellen – einer aufstrebenden Photovoltaik-Technologie mit dem Potenzial, die erneuerbare Energiegewinnung zu revolutionieren. Dies ist auf ihre hohe Effizienz, kostengünstige Herstellung sowie ihre leichten und flexiblen Anwendungen zurückzuführen. Grenzflächen spielen eine entscheidende Rolle bei der Förderung oder Begrenzung der Energiewandlungseffizienz von Solarenergie in elektrische Energie durch Solarzellen. In diesem Projekt zielen wir darauf ab, selektive Ladungstransportschichten zu modifizieren, um die Effizienz der Ladungsträgerextraktion zu verbessern, sowie Nachbehandlungen zu nutzen, um die optoelektronische Qualität der Perowskit-Absorberschichten zu steigern. Inspiriert von erfolgreichen Ansätzen zur Herstellung hocheffizienter Solarzellen untersucht das Projekt die Machbarkeit der Skalierung von Grenzflächenmodifikationsstrategien zur Herstellung großflächiger Bauelemente unter Verwendung meniskusbasierter Beschichtungstechniken wie Slot-Die-Beschichtung. Ein zentrales Ziel ist es, sicherzustellen, dass diese Grenzflächenmodifikationen effektiv vom Labormaßstab auf die kommerzielle Fertigung übertragbar sind. Dazu werden wir ein umfassendes Spektrum an Charakterisierungstechniken einsetzen – von optoelektronischen, strukturellen, chemischen bis hin zu morphologischen Analysen –, um die Beschichtungsuniformität und Effizienz in verschiedenen Bereichen der grossflächigen Solarzellen zu analysieren. Diese Erkenntnisse werden entscheidend dazu beitragen, die skalierbare Perowskit-Solarzellentechnologie weiterzuentwickeln und die Lücke zwischen Forschung und industrieller Anwendung zu schließen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Kolumbien
• Partnerorganisation: Universidad de Antioquia
• Kooperationspartner: Dr. Juan Felipe Montoya Arango