uni-potsdam.de

Sie verwenden einen veralteten Browser mit Sicherheitsschwachstellen und können die Funktionen dieser Webseite nicht nutzen.

Hier erfahren Sie, wie einfach Sie Ihren Browser aktualisieren können.

Auf dem Weg zu hocheffizienten Tandemzellen – Die HyPerCells Graduiertenschule wird 2 Jahre alt

Aufbau und Strom-Spannungskurve einer Perowskit-Solarzelle mit einer Rekord-Effizienz von 21,4 Prozent.  Die aktive Perowskit-Schicht hatte eine Dicke von nur 350 nm. Das aktive Material ist in organische Schichten aus dem Fulleren C60 und dem Polymer PTAA eingebettet, durch die die photogenerierten Ladungen zu den beiden Elektroden fließen. (Daten: Martin Stolterfoht und Christian Wolff, Universität Potsdam).

Aufbau und Strom-Spannungskurve einer Perowskit-Solarzelle mit einer Rekord-Effizienz von 21,4 Prozent. Die aktive Perowskit-Schicht hatte eine Dicke von nur 350 nm. Das aktive Material ist in organische Schichten aus dem Fulleren C60 und dem Polymer PTAA eingebettet, durch die die photogenerierten Ladungen zu den beiden Elektroden fließen. (Daten: Martin Stolterfoht und Christian Wolff, Universität Potsdam).

Hybride Perowskite, eine Kombination von organischen und anorganischen Atom und Molekülbausteinen, zählen zu den vielversprechendsten Halbleitermaterialien für neuartige Dünnschichtsolarzellen. Hohe Absorptionskoeffizienten und eine durch die Schichtkomposition über einen weiten Bereich einstellbare optische Bandlücke machen diese Materialklasse einzigartig. Besonders attraktiv ist dabei die Kombination einer Perowskitzelle mit klassischen Halbleitermaterialien in hocheffizienten Tandem-Solarzellen. Vor diesem Hintergrund wurde vor zwei Jahren die Gradiertenschule HyPerCells gegründet – als gemeinsame Einrichtung der Universität Potsdam und des Helmholtz Zentrum Berlin für Energie und Materialien GmbH.

In HyPerCells forschen derzeit 15 Doktorandinnen und Doktoranden aus verschiedensten Fachgebieten wie Chemie, Physik, Elektrotechnik und Kristallografie an dem Verständnis und der Weiterentwicklung von Materialien und Zellstrukturen. Erst kürzlich haben sich drei am HZB beheimatete Nachwuchsgruppen der Schule angeschlossen. Die damit verbundene Erweiterung des Doktorandenteams ermöglicht es der Schule, insbesondere auch anwendungsrelevante Aspekte dieser brisanten Materialklasse im Detail zu verstehen. Wichtige Forschungsthemen dieser Gruppen sind die Entwicklung neuer Schichtstrukturen für Tandem-Solarzellen, die Herstellung großflächiger Zellen mittels Drucktechnologien, und die Untersuchung von Degradationsmechanismen.

Und das Konzept geht auf. Durch die enge Zusammenarbeit von Gruppen unterschiedlicher Expertise konnten die an der Schule beteiligten Arbeitsgruppen ein sehr detailliertes Verständnis der chemischen und physikalischen Prozesse erarbeiten und darauf aufbauend Defekte und Verlustprozesse minimieren. Beispielhaft dafür sind zwei kürzlich unter Leitung der Gruppe von Prof. Dr. Dieter Neher (Universität Potsdam) erschiene Publikationen in Advanced Materials und Energy and & Environmental Science. Ausgehend von einer systematischen Optimierung der inneren Grenzflächen und der Transportprozesse in den einzelnen Schichten konnten Rekordeffizienzen von deutlich über 20 Prozent erzielt werden. Damit ist die Graduiertenschule in Deutschland absoluter Spitzenreiter und im internationalen Vergleich (ganz) vorne mit dabei.

Auch auf nationalen und internationalen Konferenzen sind Studenten der Graduiertenschule zunehmend präsent und zeigen, dass die in der Graduiertenschule gebündelte Expertise aus so verschiedenen Bereichen wie organische und inorganische Materialsynthese, Solarzellenherstellung und optoelektronische Charakterisierung kombiniert mit Synchrotron-basierter Analytik ein sehr zielführendes Rezept für eine erfolgreiche Forschung und Entwicklung auf diesem „heißen“ Thema ist.

Weitere Informationen zu den Stipendiaten und beteiligten Arbeitsgruppen sowie den aktuellen wissenschaftlichen Highlights unter www.perovskites.de/ oder direkt von Prof. Dr. Dieter Neher, Universität Potsdam, Sprecher von HyPerCells, neher@uni-potsdam.nomorespam.deDr. Thomas Unold, HZB, Co-Sprecher von HyPerCells, unold@helmholtz-berlin.nomorespam.de

Text: Dr. Thomas Unold und Prof. Dr. Dieter Neher 
Online gestellt: Daniela Großmann
Kontakt zur Onlineredaktion: onlineredaktion@uni-potsdam.nomorespam.de