Diese Technologien bilden die Basis für die Entwicklung flexibler Perowskit-Solarzellen, die umweltfreundliche Solarenergie der nächsten Generation ermöglichen, wie das Fraunhofer-Institut für Elektronenstrahl- und Plasmatechnik (FEP) mitteilt. Das Projekt wird auf der pro flex Konferenz für Rolle-zu-Rolle-Beschichtung flexibler Materialien am 6. und 7. Mai in Dresden vorgestellt.
Anwendung der anodischen Bogenverdampfung erweitert
Das Fraunhofer FEP untersucht im Projekt unter anderem die Eignung der von ihm entwickelten anodischen Bogenverdampfung für die Perowskit-Photovoltaik. Dieses Verfahren nutzt eine spezielle Elektronenquelle (Hohlkathodenbogenentladung) und bietet Vorteile bei der Einstellung von Schichtparametern für eine Vielzahl von Materialien. Die Kombination aus Verdampfung und Plasmaprozessen ermöglicht eine präzise Anpassung der Schichteigenschaften.
In vorangegangenen Projekten wurde bereits gezeigt, dass die anodische Bogenverdampfung hochwertige, dropletfreie und glatte, überaus harte Kohlenstoffschichten (ta-C-Schichten) für Hartstoffbeschichtungen erzeugen kann. Auch die schonende Abscheidung transparenter, leitfähiger Schichten für die nächste Generation der Silizium-Heterojunction-Solarzellen konnte mit der anodischen Bogenverdampfung durchgeführt werden.
Bisher konnte die Methode nur für elektrisch leitfähige Materialien eingesetzt werden. Im Projekt Luminosity wurden jedoch erste Ergebnisse für die Abscheidung von Zinnoxid und Cäsiumjodid erzielt. Zinnoxid ist ein wichtiges Material für die Fertigung flexibler Solarzellen. Dabei gilt es, Schutz- und elektrische Funktionsschichten in sanfter Weise abzuscheiden, ohne darunter liegende Bereiche zu schädigen.
Beschichtungsverfahren lässt sich leicht skalieren
Die Verdampfung von Cäsiumjodid zeigt, dass perspektivisch auch die Abscheidung der aktiven Perowskit-Halbleiterschicht über dieses Verfahren von großem Interesse sein kann. Das Beschichtungsverfahren lässt sich durch die Kombination mehrerer Verdampfermodule in der Beschichtungsbreite leicht skalieren.
Das Projekt Luminosity präsentiert sich auf der am 6. und 7. Mai am Fraunhofer FEP in Dresden stattfindenden pro flex Konferenz mit einem Vortrag von Herbert Lifka von HyET Solar: „Scaling up a Roll to Roll line for flexible PV-modules“.
Das Luminosity-Konsortium besteht aus 15 europäischen Partnern, darunter Forschungsorganisationen, Universitäten und Privatunternehmen. Dabei sind:
Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH
Fraunhofer-Institut für Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP
Consiglio Nazionale delle Ricerche
Hyet Solar B.V.
Technische Universität Eindhoven
Universität Lund
Technische Universität Delft
Amires, The Business Innovation Management Institute, z. ú.
Infinity PV ApS
Von Ardenne GmbH
Universiteit Hasselt
LPKF SolarQuipment GmbH
Cyprus University of Technology
Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa)
Projektkoordinator ist die niederländische Organisation für angewandte naturwissenschaftliche Forschung TNO.