Ein Forschungsteam des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und der Universität Valencia hat es erreicht, mittels eines Vakuumprozesses dünne Perowskit-Schichten zur Herstellung von Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen großflächig, gleichmäßig und schnell aufzubringen. Der Herstellungsprozess von solchen Solarzellen, die einen Wirkungsgrad von bis zu 24,3 Prozent erzielen, kann für die industrielle Fertigung so nahezu beliebig skaliert werden.
In Tandem-Solarzellen werden die Halbleiter Perowskit und Silizium dazu genutzt, um verschiedene Wellenbereiche des Sonnenlichts bei der Photovoltaik zu nutzen. Die obere Perowskit-Schicht nimmt kurzwelliges Licht auf, die untere Siliziumschicht langwelliges. Durch diese Kombination können Tandemsolarzellen einen höheren Wirkungsgrad erreichen. Die Herstellung ist jedoch nicht ganz einfach. Die Perowskit-Schicht muss bei der Produktion sehr dünn, gleichmäßig und großflächig aufgebracht werden. Zugleich muss das schnell und zuverlässig funktionieren, um den Herstellungsprozess skalieren zu können.
Die Forscher des KIT und der Universität Valencia nutzen ein schnelles Vakuumverfahren auf Basis der Close-Space-Sublimation (CSS), um dies zu erreichen. Zusammengefasst haben sie die Forschungsergebnisse in der Studie „Close-space sublimation as a versatile deposition process for efficient perovskite silicon tandem solar cells“, die in Nature Energy erschienen ist. Dabei werden Ausgangsstoffe verdampft, die auf die Siliziumzelle in nur wenigen Millimetern Entfernung von der Materialquelle treffen. Sie reagieren dort zu einer Perowskit-Schicht. Pro Beschichtung werden nur geringe Mengen des Ausgangsmaterials benötigt, betonen die Wissenschaftler. Das Quellmaterial kann auch weiterverwendet werden.
