Project R-16533

Nieuwe schaalbare passiveringsstrategieën voor perovskiet-zonnepanelen met minimale schaalvergrotingsverliezen (Onderzoek)

Door de huidige energiecrisis zijn de energietransitie en energieonafhankelijkheid in Europa urgenter dan ooit. Voor een duurzame, zekere en concurrerende energievoorziening in Europa in het kader van het REPowerEU-plan, en voor een klimaatneutrale energievoorziening tegen 2050, wordt fotovoltaïsche energie (PV) voor elektriciteitsopwekking gezien als een cruciale oplossing. De afgelopen jaren stonden perovskiet-zonnecellen (PSC's) in de schijnwerpers als veelbelovende kandidaat voor de volgende generatie PV-technologie, hetzij in de vorm van een zonnecel met één junctie, hetzij in combinatie met volwassen silicium-PV-technologie, waardoor een apparaat met meerdere juncties ontstaat. Het gecertificeerde omzettingsrendement (PCE) bedraagt inmiddels 26,7% voor cellen met één junctie en 34,6% voor perovskiet-silicium tandem-zonnecellen met twee aansluitingen. Ondanks de snelle vooruitgang op het gebied van PCE's werden de meeste hoogpresterende cellen (meestal 0,05-0,1 cm²) vervaardigd met niet-schaalbare processen op laboratoriumschaal. De prestaties van grote perovskiet-zonnepanelen blijven tot op heden aanzienlijk achter bij die van de hoogpresterende kleine cellen. Om dergelijke opschalingsverliezen te minimaliseren, is een uniforme afzetting van perovskiet van hoge kwaliteit over een groot substraatoppervlak cruciaal. Het onderdrukken van defecten en passivering in het materiaal en aan de grensvlakken zijn daarom essentieel voor zowel hoge initiële prestaties als stabiliteit op langere termijn van perovskiet-zonnecellen. Doorgaans wordt voor dergelijke passiverende tussenlagen aan de grensvlakken tussen perovskiet en ladingstransportlagen op grote schaal gebruikgemaakt van oplossingsgebaseerde verwerkingsmethoden, zoals spincoating. Dergelijke passiverende tussenlagen zijn echter vaak extreem dun (van sub-nanometer tot enkele nanometers), wat het nogal een uitdaging maakt om met een op een oplossing gebaseerd proces een volledige dekking met uniformiteit over grote substraatgroottes te verkrijgen. In dit opzicht is er tegenwoordig een groeiende belangstelling voor het verkennen van industrieel compatibele depositie-methoden voor dergelijke ultradunne passiverende tussenlagen.

01 september 2025 - 31 augustus 2029