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Entwicklung von Charakterisierungs- & Alterungsmethoden

Die zentrale Herausforderung für die industrielle Skalierung von Perowskitsolarzellen besteht in der Langzeitstabilität: Wie kann ein Solarmodulhersteller wissen, ob sein Produkt 30 Jahre bei Wind und Wetter stabil bleibt – ohne Jahrzehnte auf Messergebnisse warten zu müssen? Um dieses Problem zu lösen, entwickeln wir Messaufbauten und Methoden zur beschleunigten Hochdurchsatzalterung.  Dafür haben wir die weltweit günstigste Messelektronik für Solarzellen entwickelt, die es uns ermöglicht, viele hunderte Solarzellen gleichzeitig zu messen und zu altern. Diese Methoden werden wir jetzt mit Messmethoden kombinieren, insbesondere Photolumineszenz-Imaging und zeitaufgelöste optoelektrische Methoden. In Kombination wollen wir damit eine automatisierte in-operando Charakterisierung während der Alterung realisieren. Die großen Messdatensätze müssen dann KI-gestützt ausgewertet und basierend auf Drift-Diffusion-Halbleitersimulationen an physikalische Modelle rückgebunden werden. Dies ermöglicht uns ein umfassendes Verständnis der Degradationsprozesse in Perowskitsolarzellen, woraus wir dann Lösungsmöglichkeiten für die Solarzellenoptimierung ableiten können. 

Lesenswerte Publikationen

• Wagner et al. „Revealing fundamentals of charge extraction in photovoltaic devices through potentiostatic photoluminescence imaging ”. Matter (2022)
• Suo, Wagner et al. Multifunctional sulfonium based treatment for perovskite solar cells with less than 1% efficiency loss over 4,500 h operational stability tests “. Nature Energy (2024)