Forscher spüren elektrische Pfade in Perowskiten auf

Perowskite gehören zu den Calcium-Titan-Oxiden unter den Mineralen. Die aus ihnen hergestellten Solarzellen können inzwischen über 20 Prozent des einfallenden Lichts in Strom umwandeln. Dieser hohe Wirkungsgrad mache sie „zu einer der vielversprechendsten Photovoltaik-Technologien“, schreibt das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) in einer Mitteilung. Ihrem Einsatz steht derzeit jedoch noch die hohe Empfindlichkeit der Kristalle und das in Perowskit-Solarzellen enthaltene Blei entgegen. 

Um diese Hindernisse ausräumen zu können, erforscht eine multidisziplinäre Forschergruppe am KIT die für den hohen Wirkungsgrad der Perowskite zuständigen physikalischen Mechanismen. Dabei wurden mit Hilfe einer besonderen Rasterkraft-Mikroskopietechnik während der Entstehung von Bleihalogenid-Perowskit Nanostrukturen mit elektrischer Polarisation in den lichtabsorbierenden Schichten nachgewiesen.

„Die ferroelektrischen Strukturen in der Grösse von wenigen zehn Nanometern könnten nahezu perfekt getrennte Transportpfade für Ladungen in der Solarzelle bilden“, wird Forschungsleiter Alexander Colsmann dazu in der Mitteilung zitiert. In der Solarzellenforschung wird gezielt nach solchen Strukturen gesucht, weil mit ihnen der Wirkungsgrad von Solarzellen verbessert werden kann. „In Perowskit-Solarzellen entstehen diese Strukturen unter gewissen Bedingungen offensichtlich von selbst“, erläutert Michael J. Hoffmann, Leiter des Instituts für Angewandte Materialien – Keramische Werkstoffe und Technologien (IAM-KWT) des KIT. hs