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PRESTO – Perovskite/silicon tandem solar cells with high fill factors

Résumé

Für eine vollständige Dekarbonisierung der Schweizer Stromproduktion sind neuartige Photovoltaik-Technologien erforderlich, die mehr Watt pro m2/CHF liefern. Dieses Projekt konzentriert sich auf die vielversprechendste Verbesserung der heutigen Photovoltaik-Technologien: Tandemvorrichtungen, die zwei Solarzellen in einem einzigen Bauteil vereinen, eine aus Silizium und eine aus einem Perowskit-Material. Dieses zweijährige Projekt zielt darauf ab, die Mechanismen zu verstehen, die den Füllfaktor begrenzen, den Hauptparameter, der diese Geräte daran hindert, ihr volles Potenzial zu erreichen.

Textes supplémentaires

Schlussbericht

Perowskit Solarzellen haben sich innert kürzester Zeit derart entwickelt, dass von einer zeitnahen Kommerzialisierung auszugehen ist. Insbesondere in Kombination mit bereits etablierten Siliziumsolarzellen als Tandem versprechen sie hohe Wirkungsgrade bei geringen Kosten. Zu Beginn des Projektes PRESTO lag der maximale Wirkungsgrad dieser Technologie etwa bei dem theoretischen Limit von Siliziumzellen alleine (ca. 29%). Ziel von PRESTO war es durch sukzessive Verbesserung der Passivierungsschichten der Perowskitsolarzelle und deren optimierten Abscheidung auf pseudozufällige Silizumtexturen die Rekombinations- und Absorptionsverluste zu minimieren. Dies wurde insbesondere mittels dreier Methoden realisiert: Ein ultradünnes Tunneloxid aus AlOx erlaubt die Abstandsregulierung zwischen Perowskit und Elektronenkontakt und damit die Verringerung der Verluste an jenem Kontakt; ferner wurden zwei weiter Schichten entwickelt: eine passivierende Schicht und ein partieller Kontakt (pFBPA, SiOx Nanopartikel). Mithilfe dieser Methoden konnte das Ziel eines Wirkungsgrades von > 30% und dann > 31% erreicht werden, was zu einem doppelten Weltrekord führte (im Grunde dreifach: 29.9%, 30.9%, 31.25%). Die Stabilität dieser Zellen wurde weiter evaluiert, diese erscheint jedoch gegenwärtig noch unzureichend für kommerziellen Anwendungen.

Publikationen / Ergebnisse

Détails du projet

Office de recherche
BFE
Statut du projet
Abgeschlossen
Type de projet
Forschungsprojekt
Date de début
2021-01-04
Date de fin
2023-06-30
Coûts totaux approuvés
CHF 150000.00
Section
Photovoltaik
Domaine politique NABS
Erzeugung, Verteilung und rationelle Nutzung der Energie

Catégories

Solar photovoltaics Photovoltaik (Solarzellen, Anlagen) Anwendungsorientierte Forschung

Labels

F+E Photovoltaik