Perowskite sollen Licht noch effizienter einfangen

07. Februar 2023 12:15

Zürich/Dübendorf ZH/Lausanne - Drei Institutionen des ETH-Bereichs forschen gemeinsam nach besseren Fertigungsweisen für Perowskit-Dünnschichten. Dabei haben die Teams sowohl Solarzellen und Photodetektoren in Röntgengeräten im Blick als auch Leuchtdioden und Sensoren für Smartwatches.

Im AMYS-Projekt haben sich Labore der Eidgenössischen Technischen Hochschulen Zürich (ETH) und Lausanne (EPFL) und der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) für vier Jahre zusammengeschlossen. Gemeinsam suchen sie laut einer Medienmitteilung der Empa nach Lösungen für die industrielle Verarbeitung von Perowskit-Kristallen. Diese können nicht nur in Solarzellen, sondern auch als Beleuchtungsmittel, als Basis für Photodetektoren in der medizinischen Bildgebung oder in Smartwatches als Sensoren für Pulsfrequenz oder Blutsauerstoff eingesetzt werden.

Benötigt wird ein industrielles Herstellungsverfahren für Perowskit-Dünnschichten. Das Team der Perowskit-Spezialisten Ayodhya N. Tiwari und Fan Fu vom Thin Films and Photovoltaics-Labor der Empa sucht nach einem flexiblen Perowskit-Photodetektor und Solarzellen. Das Team von Chih-Jen Shih von der Forschungsgruppe Nanomaterials Engineering der ETH will Perowskit-LEDs bauen, die Licht mit ausgesucht hoher Farbgenauigkeit erzeugen. Und Christophe Ballif von der EPFL ist mit seinem Team auf der Suche nach besonders effizienten Tandem-Solarzellen, die aus Silizium auf der Unterseite und einer halbtransparenten Perowskit-Schicht auf der Oberseite bestehen.

Damit hatte das EPFL-Team im Juli bereits einen Weltrekord aufgestellt: Sein Wirkungsgrad von 31 Prozent war zwar bereits mit anderen Halbleiterzellen erreicht worden, doch sind diese in der Herstellung rund 1000-mal teurer. Für die Bedampfung mit Perowskit-Kristallen wollen sie nun ein auf Trockendampf basierendes Verfahren entwickeln. Währenddessen hat das Empa-Team den Nassprozess weiterentwickelt und ist damit auf der Suche nach einer grünen industriellen Produktion von Perowskit-Zellen ohne giftige Lösungsmittel. mm

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