Forschern des Instituts für Halbleiter der Chinesischen Akademie der Wissenschaften ist ein Durchbruch in der Perowskit-Solarzellentechnologie gelungen, der den Weg für deren kommerzielle Anwendung ebnet, berichtete am Montag die Science and Technology Daily.

Der neu entwickelte Prototyp erreichte eine hohe Photoconversion-Effizienz von 27,2 Prozent und eine deutlich verbesserte Betriebsstabilität. Diese Ergebnisse wurden kürzlich in der Fachzeitschrift „Science“ veröffentlicht.

Die Herstellung hochwertiger Perowskitfilme ist entscheidend für die Verbesserung des Wirkungsgrads von Solarzellen. Häufig wird zwar Methylammoniumchlorid zur Unterstützung des Filmwachstums eingesetzt, die Studie zeigte jedoch ein Problem auf: Während der Kristallisation wandern Chloridionen zur Oberfläche und reichern sich dort an, was zu einer ungleichmäßigen vertikalen Verteilung von Chlorid führt. Diese Inhomogenität beeinträchtigt sowohl die Leistung als auch die Langzeitstabilität. Um dieses Problem zu lösen, setzte das Team während der Filmbildung Alkalimetalloxalat ein. Die durch das Oxalat freigesetzten Kaliumionen binden stark an Chloridionen, unterdrücken so deren unkontrollierte Migration und fördern eine gleichmäßige Verteilung in der gesamten Perowskitschicht.

Mit diesem optimierten Film hergestellte Solarzellen erreichten eine zertifizierte Effizienz von 27,2 Prozent. Sie zeigten zudem eine ausgezeichnete Stabilität und behielten nach 1.529 Stunden Dauerbetrieb 86,3 Prozent ihrer anfänglichen Effizienz und nach 1.000 Stunden unter beschleunigten Alterungsbedingungen bei 85 Grad Celsius und Beleuchtung lag die Effizienz noch bei 82,8 Prozent.