Ein neuer Ansatz für das Design von Solarzellen
Das Ziel des Projekts HYBRIDSOLAR (Morphology and molecular packing in polymer-nanocrystal hybrid solar cells revealed with synchrotron x-ray characterization and other techniques) bestand darin, ein verbessertes Verständnis von nicht toxischen Polymer-Nanokristall-Hybridsolarzellen zu erreichen. Solche Vorrichtungen haben das Potenzial, die Vorteile organischer und anorganischer Materialien in sich zu kombinieren, um eine hochleistungsfähige, aber dennoch leichte und flexible Anlage zu bilden. Forscher demonstrierten die Steuerung der molekularen Packung und Morphologie in Hybridsolarzellen und stellten diese mit den Eigenschaften und der Leistung in einen Zusammenhang, um hocheffiziente Solarzellen herzustellen. Der von den Forschern entwickelte Formfaktor und die Morphologie von Matildit-Nanopartikeln, die Silber, Bismut und Schwefel (AgBiS2) beinhalten, sowie die Polymerlochtransportschicht wurden über unterschiedliche Verarbeitungsbedingungen gesteuert. Dies beinhaltete unter anderem Laserglühverfahren, Lösungsmittelvariationen, die Lösungskonzentration und das Ligandenaustauschverfahren. Obgleich die Solarzelleneffizienz zum Beginn von HYBRIDSOLAR unterhalb von 1 % lag, haben die Maßnahmen zu einer Effizienz von 6,3 % geführt. Es wird davon ausgegangen, dass dies die höchste Effizienz einer nicht toxischen Nanopartikel-Solarzelle ist, die bei geringen Temperaturen lösungsverarbeitet wird. Die zentralen Resultate wurden folglich in einen Patentantrag aufgenommen, in der Fachzeitschrift Nature Photonics veröffentlicht und umfassend in der Medienberichterstattung thematisiert. Das im Zuge von HYBRIDSOLAR erlangte Wissen ist von herausragender Bedeutung zur Verbesserung des Designs von Solarzellen und um eine kommerziell relevante Effizienz zu erreichen.
Schlüsselbegriffe
Solarzelle, HYBRID, SOLAR molekulare Packung, Polymer, Nanokristall, Synchrotron-Röntgenstrahl, Lochleitungsschicht, umweltfreundlich, lösungsverarbeitet, Quantenpunkt
