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  • Maßgeschneiderte nanoskalige Grenzflächen für Perowskit-Perowskit-Silizium-Solarzellen mit Dreifachübergang

    • Maßgeschneiderte nanoskalige Grenzflächen für Perowskit-Perowskit-Silizium-Solarzellen mit Dreifachübergang

    Titel Maßgeschneiderte nanoskalige Grenzflächen für Perowskit-Perowskit-Silizium-Solarzellen mit Dreifachübergang
    Autoren Jianghui Zheng, Guoliang Wang, Leiping Duan, Weiyuan Duan, Yang Jiang, Phoebe Pearce, Yijun Gao, Md Arafat Mahmud, Chwenhaw Liao, Tik Lun Leung, Jueming Bing, Zhuofeng Li, Zhenyu Sun, Xin Cui, Christopher Bailey, Marko Jankovec, Jianpeng Yi, Runmin Tao, Lijie Zheng, Baihong Zhu, Yue Sun, Nan Sun, Gaosheng Huang, Li Wang, Andreas Lambertz, Stephen Bremner, Xinqin Liao, Tingzhu Wu, Guohua Xie, Mathias Uller Rothmann, Marko Topič, David R. McKenzie, Kaining Ding, Wei Li, Zhong Chen, Anita W. Y. Ho-
    Zeitschrift Natur Nanotechnologie
    Datum 10/07/2025
    DOI 10.1038/s41565-025-02015-x
    Einführung Solarzellen mit drei Übergängen bieten einen theoretischen Vorteil bei der Energieumwandlungseffizienz gegenüber ihren Pendants mit einem oder zwei Übergängen. Praktische Perowskit-Perowskit-Silizium-Bauelemente haben jedoch Probleme, ihr volles Potenzial und ihre Marktfähigkeit zu erreichen. In dieser Studie werden kritische Probleme angegangen, indem eine Piperazin-1,4-diiumchlorid-Behandlung durchgeführt wird, um Oberflächendefekte im oberen Perowskit-Übergang abzuschwächen und das weniger stabile Lithiumfluorid zu ersetzen. Darüber hinaus wird die Grenzfläche zwischen dem oberen und dem mittleren Perowskit-Übergang durch die Optimierung von Goldnanopartikeln, die auf Zinnoxid in Atomlagen abgeschieden werden, verbessert, was eine effiziente ohmsche Kontaktierung mit minimalen optischen Verlusten gewährleistet. Durch diese strategischen Fortschritte erreichte eine 1 cm² große Zelle mit drei Übergängen einen von Dritten verifizierten Wirkungsgrad von 27,06 % bei einer Leerlaufspannung von 3,16 V. Bei einer Skalierung auf 16 cm² erreichte das Gerät einen zertifizierten Wirkungsgrad von 23,3 % im stationären Zustand. Die Langlebigkeit des Bauelements wurde auch durch die Entfernung von Methylammonium und die Integration von Rubidium in das Perowskit-Volumen verbessert, ergänzt durch die Oberflächenschicht aus Piperazin-1,4-diiumchlorid. Eine verkapselte 1-cm²-Zelle behielt nach 407 Stunden bei maximaler Leistung 95 % ihres ursprünglichen Wirkungsgrads bei und bestand erfolgreich den thermischen Zyklustest nach IEC 61215. Diese Ergebnisse bedeuten einen bedeutenden Fortschritt auf dem Weg zur Entwicklung hocheffizienter und stabiler Perowskit-Perowskit-Silizium-Solarzellen mit Dreifachübergang.
    Zitat Jianghui Zheng, Guoliang Wang und Leiping Duan et al. Tailoring nanoscale interfaces for perovskite-perovskite-silicon triple-junction solar cells. Nat Nanotechnol. 2025. DOI: 10.1038/s41565-025-02015-x
    Element Zinn (Sn) , Silizium (Si) , Lithium (Li) , Fluor (F) , Rubidium (Rb) , Kohlenstoff (C) , Wasserstoff (H) , Stickstoff (N) , Sauerstoff (O)
    Industrie Solarenergie
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