Ferroelektrische Solarzellen

Bei dem Projekt “Ferroelektrische Solarzellen” handelt es sich um ein Teilprojekt eines internationalen Graduiertenkollegs, das sich in der zweiten Förderphase befindet. Ziel ist hier photovoltaische Bauteile durch die Verwendung oder das Einbringen ferroelektrischer, bleifreier Perowskit Materialien zu verbessern. Im Speziellen wurden und werden Metall-Halide, Metalloxide und Metallfreie Perowskite in Form von Nanokristallen, Einkristallen oder auch in polykristalliner Form gezüchtet mit dem speziellen Ziel, ferroelektrische und optoelektronische Eigenschaften untereinander zu koppeln.

Die Fragestellung des Projekts ist, ob das Einbringen von ferroelektrischen Materialien in Solarzellen Vorteile bringen kann. Diskutiert wird dabei unter anderem die Generierung eines Photostroms ohne die Notwendigkeit eine Diode dafür zu verwenden. Dabei können die ferroelektrischen Materialien als aktive Schicht, als Zwischenschicht oder als Additive eingebracht werden. Ein mögliches Problem ist hierbei die Tatsache, dass ferroelektrische Materialien keine elektrische Leitfähigkeit aufweisen und leitfähige Materialien keine ferroelektrischen Effekte zeigen. Deshalb ist derzeit eine Hauptaufgabe des Projektes neue Materialien zu finden, die einen Kompromiss zwischen ferroelektrisch und halbleitend bieten und sich darüber hinaus als dünne Filme verarbeiten lassen. Während wir bisher Metall-Halid-Perowskite dafür untersucht haben, favorisieren wir zur Zeit metallfreie molekulare Halide.