Forscher haben herausgefunden, wie sich Perowskit-Solarzellen stabilisieren lassen, um effizient Energie generieren zu können. Mithilfe von Computersimulationen konnten sich die Eigenschaften des Materials besser verstehen.
Forscher der Chalmers University of Technology erzielten kürzlich einen Fortschritt für die Entwicklung effizienterer Solarzellen. Mithilfe von Computersimulationen gelang es ihnen, die Eigenschaften von sogenanntem 2D-Perowskit besser zu verstehen. Dabei handelt es sich um ein Perowskit-Material mit einer geschichteten Kristallstruktur.
Im Vergleich zu herkömmlichen Silizium-basierten Solarzellen soll es effizienter und günstiger sein. Denn Perowskit kann Licht extrem effizient absorbieren und emittieren. Das macht das Material nicht nur für Solarzellen, sondern auch für LEDs interessant. Ein Problem stellte bisher jedoch die geringe Stabilität des Materials dar.
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Perowskit-Solarzellen: Manipulation der anorganischen Schicht
Das Forschungsteam konnte durch den Einsatz von Computersimulationen Einblicke gewinnen, die mit Experimenten nur schwer zu erzielen wären. Sie untersuchten die atomaren Bewegungen innerhalb der Perowskit-Schichten. Dabei fanden sie heraus, dass das Verhalten der Atome in den Oberflächenschichten einen großen Einfluss auf die optischen Eigenschaften des Materials hat.
Durch die Wahl bestimmter organischer Moleküle, die zwischen den anorganischen Schichten des Perowskits liegen, ließ sich die Stabilität des Materials direkt beeinflussen. Die Entdeckungen liefern damit eine Grundlage, um stabilere und effizientere Solarzellen zu entwickeln.
Forschung eröffnet den Weg zu neuer Generation von Solarzellen
Die Forscher konnten zeigen, dass es möglich ist, die atomaren Bewegungen in Perowskit gezielt zu steuern, um die optischen und elektrischen Eigenschaften des Materials zu verbessern. Das könnte zu langlebigeren und leistungsstärkeren Solarzellen führen, die besser auf verschiedene Umweltbedingungen reagieren.
Mit diesen Erkenntnissen ebnen die Forscher den Weg für eine neue Generation von Solarzellen, die nicht nur effizienter, sondern auch kostengünstiger und umweltfreundlicher sind. Ihr nächstes Ziel ist es, noch komplexere Systeme und Schnittstellen zu untersuchen, die für die Funktionsweise von Solarzellen entscheidend sind.
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