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Perowskit-Solarzellen mit Kohlenstoff-Graphit-Rückelektrode

Mit Perowskit-Solarzellen, die ein Kohlenstoff-Graphit-Schicht als Rückelektrode haben, wurden die längsten für Perowskitsolarzellen in der Literatur berichteten Betriebszeiten von 9.000h - 10.000h erreicht. Ausschlaggebend ist hier insbesondere das Fehlen von Metall-Ionen, die von der Elektrode durch die Solarzelle diffundieren. Außerdem sind perspektivisch nicht nur die Materialkosten, sondern durch die Vermeidung von Vakuumprozesskosten insgesamt die Herstellungskosten geringer, sowie der CO2-Äquivalent-Fußabdruck der Produktion niedriger. Diese Ergebnisse wurden bis jetzt allerdings mit Graphitpasten erzielt, die bei hohen Temperaturen (HT) gesintert werden müssen, was die Flexibilität bei der Solarzellenherstellung und des Solarzellendesigns und damit das Potenzial zur Optimierung des Wirkungsgrades einschränkt. Seit kurzem sind optimierte so genannte Niedrigtemperatur-Kohlenstoff-Graphit-Pasten (LT-C) verfügbar, die anstelle von Metallelektroden in potenziell hocheffizienten Solarzellenkonfigurationen eingesetzt werden können. Diese LT-C-Pasten haben das Potenzial, das Beste aus beiden Welten zu vereinen und vollständig gedruckte Perowskitsolarzellen mit höchsten Wirkungsgraden und höchster Betriebsstabilität zu ermöglichen. Bislang wurde dieses Potenzial jedoch noch nicht ausgeschöpft. Aus diesem Grund versuchen wir die Grundlegenden Prozesse in solchen LT-C Solarzellen zu verstehen und die Herstellung zu optimieren.