Perowskit auf Q.antum (NEO) Tandemzellen 2, Teilvorhaben: Abschwächung ionischer Leistungsverluste für stabile Perowskit/Q.antum Tandemzellen

Description: Metall-Halogenid Perowskite werden als eine herausragende Materialklasse in der Photovoltaik für zukünftige Hocheffizienz-Solarzellen angesehen, weil diese kostengünstig und skalierbar mit der bewährten Silizium Technologie in Tandemsolarzellen kombiniert werden können. Seit 2015 werden solche Tandemsolarzellen intensiv erforscht und gerade in den letzten Jahren gab es immensen Wissenszuwachs und Entwicklungserfolge. So können im Labormaßstab heutzutage weit über 30 % Energieausbeute erzielt werden. Allerdings werden diese Ergebnisse noch vorwiegend mit Silizium Heterokontakt Bottomzellen erzielt, die nur einen kleinen Marktanteil besitzen. Einige Teams aus Wissenschaft und Industrie, darunter auch die Antragsteller im vorherigen Projekt PeroQ, konnten aber auch erstaunliche Wirkungsgradsteigerungen für Perowskit/Silizium Tandemsolarzellen auf Basis von PERx/TopCon Bottomzellen zeigen. Zum Beispiel wurde eine Tandemzelle auf einer Q.ANTUM Bottomzelle mit einem Wirkungsgrad von 28,7 % demonstriert, was das hohe Potential dieser massenmarkttauglichen Technologie demonstriert. Ziel in diesem Folgeprojekt PeroQ-2 ist es nun, den in PeroQ gelegten Grundstein für die Perowskit/Silizium Tandemtechnologie auf Q.ANTUM (NEO) Bottomzellen weiter auszubauen und auf ein höheres Technology readiness level (TRL) zu heben. Dies wird durch den Einsatz von massenfertigungstauglichen Prozessen und Materialien (Ko-Verdampfen des Perowskit-Absorbers), der Skalierung der Zellfläche auf eine volle Waferfläche (M6 und M10), hinreichende Langzeitstabilitäten und der Erforschung von Verlustmechanismen realisiert. Um die Grundlage für weitere Leistungs- und Stabilitätsverbesserungen zu legen, unterstützt die Uni Potsdam das Projekt durch den Einsatz und die Entwicklung von innovativen Charakterisierungsmethoden die eine globale Analyse der Verlustmechanismen ermöglichen. Als Ziel strebt das Konsortium Qcells, HZB und Uni Potsdam eine Tandemeffizienz von 28 % auf voller Waferfläche an.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Potsdam ? Photovoltaik ? Silizium ? Wirkungsgrad ? Energieertrag ? Effizienzsteigerung ?

Region: Brandenburg

Bounding boxes: 13.01582° .. 13.01582° x 52.45905° .. 52.45905°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Geldgeber*in)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)
• Universität Potsdam, Institut für Physik und Astronomie, Professur für angewandte Physik kondensierter Materie (Experimentelle Physik Kondensierter Materie) (Betreiber*in)

Time ranges: 2023-05-01 - 2026-04-30

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Subproject: Mitigation of ionic power losses for stable perovskite/Q.antum tandem cells
  Description: Metal-halide perovskites are regarded as an outstanding class of materials in photovoltaics for future high-efficiency solar cells, because they can be combined cost-effectively and scalably with proven silicon technology in tandem solar cells. Since 2015, such tandem solar cells have been intensively researched and especially in the last few years there has been immense growth in knowledge and development successes. Nowadays, energy yields of well over 30 % can be achieved on a laboratory scale. However, these results are still mainly achieved with silicon heterocontact bottom cells, which have only a small market share. However, some teams from academia and industry, including the applicants in the previous PeroQ project, were able to show amazing efficiency increases for perovskite/silicon tandem solar cells based on PERx/TopCon bottom cells. For example, a tandem cell on a Q.ANTUM bottom cell was demonstrated with an efficiency of 28.7%, demonstrating the high potential of this mass-market technology. The goal in this follow-on project PeroQ-2 is now to further expand the foundation laid in PeroQ for perovskite/silicon tandem technology on Q.ANTUM (NEO) bottom cells and to raise it to a higher technology readiness level (TRL). This will be realized by using processes and materials suitable for mass production (co-evaporation of the perovskite absorber), scaling the cell area to a full wafer area (M6 and M10), sufficient long-term stabilities and exploring loss mechanisms. In order to lay the foundation for further performance and stability improvements, the University of Potsdam supports the project by using and developing innovative characterization methods that enable a global analysis of the loss mechanisms. The consortium Qcells, HZB and Uni Potsdam aims at a tandem efficiency of 28 % on full wafer area. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1128047

Status

Aktiv

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