Fortgeschrittene Optik für Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen (OPoSiT)

• Antragsteller: Professor Dr. Stefan Glunz
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik ; Elektrische Energiesysteme, Power Management, Leistungselektronik, elektrische Maschinen und Antriebe
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 322520834

Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen haben das Potenzial die fundamentalen Wirkungsgradgrenzen einfacher Siliziumsolarzellen auf kostengünstige Weise zu überwinden. Allerdings begrenzen zur Zeit optische Verluste in erheblichen Umfang den Wirkungsgrad von Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen. Deshalb sollen in dem Projekt Fortgeschrittene Optik für Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen (OPoSiT) die optischen Eigenschaften von Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen optimiert werden. Die Ziele der Optimierung des optischen Designs sind: 1. Maximierung der Lichteinkopplung in das System. 2. Maximierung der zur Stromproduktion beitragenden Absorption höherenergetischer Photonen in der Perowskitsolarzelle (mindestens 80%). 3. Maximierung der Transmission der für die Perowskitsolarzelle nicht nutzbaren niederenergetischen Photonen in die Si-Solarzelle (parasitäre Absorption unter 10%). 4. Maximierung der Nutzung niederenergetischer Photonen in der Si-Solarzelle (mind. 1,5 mA/cm2 höhere Kurzschlussstromdichte). Diese Ziele werden in OPoSiT erreicht durch (i) den Einsatz einer Antireflexstruktur auf der Vorder¬seite, (ii) transparente Kontakte der Perowskitsolarzelle, und einer transparenten Verbindung der Einzelzellen und (iii) einer Lichtfallenstruktur auf der Rückseite der Si-Solar¬zelle. Bei allen Konzepten ist wichtig, dass nicht nur die optischen Eigenschaften optimiert werden, sondern die elektrischen Eigenschaften und die Kompatibilität mit der Prozessierung der gesamten Solarzelle immer mit im Blick behalten werden müssen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen