Das EU-geförderte Projekt LUMINOSITY bringt europaweit Forschungs- und Industriepartner zusammen, um Perowskit-Solarzellen auf flexiblen Trägermaterialien weiterzuentwickeln. Der Projektpartner Fraunhofer-Institut für Elektronenstrahl und Plasmatechnik FEP erzielt mit seiner Expertise in der anodischen Bogenverdampfung vielversprechende Fortschritte bei der Abscheidung von Zinnoxid und Cäsiumjodid. Diese innovativen Technologien bilden die Basis für die Entwicklung flexibler Perowskit-Solarzellen, die umweltfreundliche Solarenergie der nächsten Generation ermöglichen, berichtet das Fraunhofer FEP.
Im EU-geförderten Projekt LUMINOSITY arbeiten 15 Forschungs- und Industriepartner aus neun europäischen Ländern gemeinsam an grundlegenden Technologien für Perowskit-Solarzellen auf flexiblen Trägermaterialien. Der Projektpartner Fraunhofer FEP in Dresden 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 gezielten Einstellung von Schichtparametern für eine Vielzahl von Materialien. Die Kombination aus Verdampfung und Plasmaprozessen ermöglicht eine präzise Anpassung der Schichteigenschaften.
In vorangegangenen Projekten wurde nach Mitteilung des Fraunhofer FEP bereits gezeigt, dass die anodische Bogenverdampfung hochwertige, dropletfreie und glatte, überaus harte Kohlenstoffschichten (ta-C-Schichten) für Hartstoffbeschichtungen erzeugen kann. Auch die schonende Abscheidung von transparenten, leitfähigen Schichten für die nächste Generation der Silizium-Heterojunction-Solarzellen konnte mit der anodischen Bogenverdampfung erfolgreich durchgeführt werden.
Bisher konnte die Methode nur für elektrisch leitfähige Materialien eingesetzt werden. Im Projekt LUMINOSITY wurden jedoch erste vielversprechende Ergebnisse für die Abscheidung von Zinnoxid und von Cäsiumjodid erzielt.
Verdampfung von Zinnoxid mit dem anodischen Bogen (© Fraunhofer FEP)
Zinnoxid ist ein wichtiges Material für die im LUMINOSITY-Projekt verfolgte innovative Fertigungstechnologie für flexible Solarzellen. Dabei werden Schutz- und elektrische Funktionsschichten benötigt, die in sanfter Weise abgeschieden werden müssen – ohne darunter liegende Bereiche zu schädigen.
Die Verdampfung von Cäsiumjodid zeigt, dass perspektivisch auch die Abscheidung der aktiven Perowskit-Halbleiterschicht über dieses Verfahren von großem Interesse sein kann.
Das innovative Beschichtungsverfahren lässt sich durch die Kombination von mehreren Verdampfermodulen in der Beschichtungsbreite leicht skalieren.
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Text zum Titelbild: Verdampfung von Cäsiumjodid mit dem anodischen Bogen (© Fraunhofer FEP)
