IIT Bombay: große Perowskitzelle mit gemischter Monolage erreicht 18,88 %
Victoria Shinder1 Min. LesezeitForschende des Indian Institute of Technology Bombay haben gezeigt, dass eine gemischte selbstorganisierte Monolage (SAM) einen großen Teil des Wirkungsgrads einer Perowskitzelle erhält, wenn sie von Laborgröße auf eine größere Fläche wächst, berichtete pv magazine am 6. Oktober. Die Arbeit erschien in ACS Applied Materials & Interfaces.
Das Problem. SAMs dienen in invertierten (p-i-n) Perowskitzellen als ultradünne lochselektive Kontakte und haben in kleinen Zellen Wirkungsgrade von fast 27 % ermöglicht. Die Skalierung von etwa 0,1 cm² auf größere Flächen kostet jedoch — besonders bei Absorbern mit breiter Bandlücke — meist viel Wirkungsgrad.
Die Lösung. Das Team mischte zwei Moleküle auf Carbazolbasis: Me-4PACz, das eine gute Energieniveau-Anpassung und Lochextraktion bringt, und 4PADCB, das Benetzung und Filmbildung verbessert.
Die Zahlen.
- Bei 1,2 cm²: 20,30 % Wirkungsgrad und 81,23 % Füllfaktor, gegenüber 18,17 % und 19,30 % mit den beiden Molekülen allein.
- Bei 5,2 cm²: bestenfalls 18,88 %, gegenüber 17,20 % und 17,96 %; im Mittel 17,81 % gegenüber 18,96 % bei kleineren Zellen — ein relativer Verlust von rund 7 %.
- Stabilität: Bei Feuchtwärme von 85 °C und 65 % relativer Luftfeuchte dauerte es mehr als 680 Stunden, bis die Zellen auf 75 % ihres Anfangswirkungsgrads fielen.
Den größten Teil des Skalierungsverlusts führen die Autoren auf den Serienwiderstand an anderen Grenzflächen und in der transparenten leitfähigen Elektrode zurück, nicht auf den Absorber — die nächste Arbeit zielt damit eher auf die Elektrode als auf den Perowskit. Die Mischung ist zudem aus Lösung verarbeitbar und sollte sich für Rakel-, Schlitzdüsen- und Sprühbeschichtung eignen.