Verbundvorhaben: Peridot - Perowskit Kristallisation und Annealing durch optische skalierbare Prozesse; Teilvorhaben: Entwicklung innovativer, integrierter Messtechnik für die Perowskit Kristallisation und Annealing durch optische skalierbare Prozesse
Zeitraum
2026-03-01 – 2028-02-29
Bewilligte Summe
191.850,09 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EE1246B
Leistungsplansystematik
Dünnschichttechnologien Sonstige Materialien/Technologien [EB1028]
Verbundvorhaben
01285102/1 – Peridot - Perowskit Kristallisation und Annealing durch optische skalierbare Prozesse
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE.IIC2)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE1)
Förderprogramm
Energie
Die Kristallisation eines geschlossenen Perowskitfilms mit hoher Materialqualität ist eine wesentliche Voraussetzung für die Herstellung von Perowskit basierten Solarzellen. Dies gilt sowohl für die Route von Perowskit-Solarzellen auf Glassubstraten in Einzel- oder Tandem-Konfiguration wie auch für Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen. Die Kristallisation des Perowskit beginnt nach Aufbringen des Materials aus Lösung über Nukleation und anschließendem Kornwachstum oder nach Aufbringen einer organischen Lösung auf ein zuvor aufgedampftes anorganisches Gerüst über Diffusionsprozesse. Nach einem ersten Trocknen werden die Perowskit-Schichten mit einem thermischen Prozess erhitzt um die Kristallbildung abzuschließen (sogenanntes 'Annealing'). Die aktuelle Prozessabfolge entspricht jedoch nicht industriell skalierbaren Prozessen. Im Vorhaben 'Peridot' sollen die während Trocknung und Annealing ablaufenden Teilprozesse parametrisiert und darauf aufbauend ein Laser-Annealing entwickelt werden, welches den Anforderungen an industrielle Hochdurchsatzprojekte entspricht. Hierzu werden die relevanten Prozessparameter wie z.B. der Bildungsfortschritt des Perowskiten aus Experimenten zu Trocknung und Annealing sowohl für die Perowskit-Einfachsolarzellen wie auch für Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen auf texturierten Bottomzellen ermittelt und dazu Sensorik zur Messung der Temperatur, Schichtdicken und spektralen Eigenschaften eingesetzt. Für die Entwicklung eines Laser-Annealing-Prozesses wird ein Teststand entwickelt, der die Solarzelle vollflächig bestrahlen und ein kontrolliertes Annealing des Perowskitfilms umsetzen kann. Als Referenzprozess dient das kontrollierte Erwärmen auf einer homogenen Heizplatte. In beiden Systemen herrscht eine Inert-Atmosphäre während der Prozessdauer. Die Qualität der laserannealten Perowskitschichten wird durch die Herstellung von Solarzellen verifiziert.