{"id":65657,"date":"2020-12-01T02:59:00","date_gmt":"2020-12-01T01:59:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/?p=65657"},"modified":"2020-11-29T12:00:43","modified_gmt":"2020-11-29T11:00:43","slug":"perowskit-solarzellen-auf-dem-weg-zum-gezieltem-design-von-tinten-fuer-die-industrielle-fertigung","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/de\/wissenschaft\/perowskit-solarzellen-auf-dem-weg-zum-gezieltem-design-von-tinten-fuer-die-industrielle-fertigung\/","title":{"rendered":"Perowskit-Solarzellen: Auf dem Weg zum gezieltem Design von Tinten f\u00fcr die industrielle Fertigung"},"content":{"rendered":"\n

F\u00fcr die Herstellung von hochwertigen Perowskit-D\u00fcnnfilmen f\u00fcr gro\u00dffl\u00e4chige Photovoltaikmodule werden oft optimierte \u201eTinten\u201c verwendet, die eine Mischung von L\u00f6sungsmitteln enthalten. <\/p>\n\n\n\n

Ein HZB-Team hat nun an BESSY II analysiert, wie die Kristallisationsprozesse in solchen Mischungen ablaufen. Mit einem neu entwickelten Modell ist es zudem nun m\u00f6glich, die Kinetik der Kristallisationsprozesse f\u00fcr verschiedene L\u00f6sungsmittelgemische vorab zu bewerten. Dies ist hilfreich f\u00fcr die Produktion von Perowskit-Modulen im industriellen Ma\u00dfstab.<\/p>\n\n\n\n

Hybride organische Perowskit-Halbleiter erm\u00f6glichen Solarzellen mit hohen Wirkungsgraden bei niedrigen Kosten. Sie k\u00f6nnen aus Vorl\u00e4uferl\u00f6sungen hergestellt werden, die nach dem Auftragen auf ein Substrat einen polykristallinen D\u00fcnnfilm bilden. Einfache Herstellungsverfahren wie das Aufschleudern einer Vorl\u00e4uferl\u00f6sung f\u00fchren oft nur im Laborma\u00dfstab, d.h. bei sehr kleinen Proben, zu guten Ergebnissen.<\/p>\n\n\n\n

Perowskit-Schichten aus dem Tintendrucker<\/h5>\n\n\n\n

F\u00fcr die Herstellung gro\u00dffl\u00e4chiger Photovoltaikmodule entwickelt das Team von Dr. Eva Unger daher Druck- und Beschichtungsverfahren: Sie verwenden dabei \u201eTinten\u201c aus den in L\u00f6sungsmitteln gel\u00f6sten Vorl\u00e4ufersubstanzen.  Die Zusammensetzung der Tinte ist entscheidend f\u00fcr die Qualit\u00e4t der sp\u00e4teren D\u00fcnnschicht: Die L\u00f6sungsmittel beeinflussen durch ihre Eigenschaften den Prozess der Kristallisation. \u201eUnsere Forschungsfrage lautete: Wie k\u00f6nnen wir Unterschiede in der Kristallisationskinetik bei der Verwendung verschiedener L\u00f6sungsmittel vorab wissensbasiert absch\u00e4tzen?“ erkl\u00e4rt Unger, die am HZB die Nachwuchsgruppe Hybridmaterialbildung und Skalierung leitet.<\/p>\n\n\n\n

Unterschiedliche Verdampfungsraten<\/h5>\n\n\n\n

In L\u00f6sungsmitteln mit nur einer Komponente wird der Kristallisationsprozess durch die Verdampfungsrate bestimmt. \u201eBei Mischungen aus verschiedenen L\u00f6sungsmitteln wird die Verdampfung von der fl\u00fcchtigsten Komponente dominiert, die am schnellsten verdampft. Dadurch \u00e4ndert sich das Verh\u00e4ltnis der L\u00f6sungsmittel, die bei der Kristallisation vorhanden sind“, sagt Dr. Oleksandra Shargaieva, Postdoc in Ungers Team.  Am KMC-2-Strahlrohr von BESSY II konnte sie die Zwischenphasen w\u00e4hrend der Bildung der Perowskit-D\u00fcnnschicht analysieren. \u201eDabei spielen sowohl die Verdampfungsraten der L\u00f6sungsmittel als auch die Bindungsst\u00e4rken an das Bleihalogenid eine Rolle\u201c, sagt Shargaieva.<\/p>\n\n\n\n

Wissensbasierte Optimierung<\/h5>\n\n\n\n

\u201eDiese Erkenntnisse sind hilfreich, um die Kinetik der Kristallisationsprozesse des Perowskit-D\u00fcnnfilms f\u00fcr verschiedene L\u00f6sungsmittelkombinationen zu berechnen“, sagt Shargaieva. Und Unger erg\u00e4nzt: \u201eBeim Aufskalieren vom Laborma\u00dfstab mangelt es noch an systematischem Wissen. Mit diesen Ergebnissen ebnen wir den Weg f\u00fcr das wissensbasierte Design von Tinten, um die Herstellung von Perowskit-D\u00fcnnschichten im industriellen Ma\u00dfstab oder von Perowskit-D\u00fcnnschichten hoher Qualit\u00e4t zu erm\u00f6glichen.\u201c<\/p>\n\n\n

Quelle<\/h5>\r\n\n\n\n

HZB \/ Helmholtz Zentrum Berlin 2020<\/a><\/p>\n

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