"Toshiba, der japanische Weltmarktführer bei der Entwicklung von Perowskit-Photovoltaikmodulen für die Solarstromerzeugung der nächsten Generation, hat eine neue Beschichtungsmethode für die Perowskit-Schicht entwickelt, die den Wirkungsgrad (Power Conversion Efficiency, PCE) des 703 cm^2 großen Moduls von Toshiba auf 15,1 % steigert und damit den höchsten Wert aller großen Perowskit-Photovoltaikmodule auf Polymerfolienbasis erreicht. Die innovative Beschichtungsmethode für die Perowskit-Schicht reduziert zudem die Produktionszeit und -kosten erheblich und trägt so zu niedrigeren Kosten für die Solarstromerzeugung bei."
"Um das Ziel der Kohlenstoffneutralität zu erreichen, muss die photovoltaische Stromerzeugung viel stärker genutzt werden, und die Zahl der Standorte, an denen Photovoltaikmodule installiert werden können, muss deutlich erhöht werden. Die heute am weitesten verbreiteten Photovoltaik-Module bestehen aus kristallinem Silizium und sind schwer, was zusammen mit ihrer Steifigkeit den Aufstellungsort begrenzt. Das Perowskit-Photovoltaikmodul auf Polymerfolienbasis ist eine attraktive Alternative der nächsten Generation, da es dünn, leicht und flexibel ist und an Orten installiert werden kann, an denen der Einsatz von Silizium-Photovoltaikmodulen schwierig ist, wie z. B. auf wenig tragfähigen Dächern und in Bürofenstern. Jüngste Verbesserungen bei den PCE von Perowskit-Photovoltaikmodulen haben sie auf ein Niveau gebracht, das mit dem von Silizium-Photovoltaikmodulen vergleichbar ist."
"Der jüngste Durchbruch von Toshiba ist die Entwicklung einer neuen Methode zur Beschichtung von Perowskit-Schichten. Zuvor hatte das Unternehmen ein zweistufiges Beschichtungsverfahren entwickelt, bei dem zunächst eine Schicht PbI2 (Bleijodid)-Tinte auf ein Substrat aufgebracht wurde, gefolgt von einer Schicht MAI (Methyammoniumjodid, CH3NH3I)-Tinte, die eine Reaktion auslöste, bei der eine MAPbI3-Schicht entstand. Dieser mehrstufige Ansatz hatte jedoch eine niedrige Beschichtungsrate und hinterließ oft nicht umgesetzte Abschnitte in der Perowskitschicht (Abbildung 1, links). Die Alternative ist ein einstufiges Verfahren, bei dem die MAPbI3-Tinte direkt aufgetragen wird, aber es ist nicht einfach, die Kristallisation des MAPbI3 zu kontrollieren und eine gleichmäßige Perowskitschicht über eine große Fläche zu erhalten (Abbildung 1, rechts). Es wurde eine neue Beschichtungsmethode benötigt, die diese Probleme löst."
"Toshiba hat ein einstufiges Meniskus-Beschichtungsverfahren entwickelt, bei dem verbesserte Tinten, Filmtrocknungsverfahren und Produktionsanlagen eingesetzt werden, um eine gleichmäßige Perowskit-Schicht auf einer Fläche von 703 cm^2 zu erzeugen. Diese Innovationen halbieren die Schritte für die Abscheidung der Perowskitschicht und erhöhen die Beschichtungsgeschwindigkeit auf 6 Meter pro Minute auf einem 5×5 cm^2 großen Modul, eine Geschwindigkeit, die den Anforderungen der Massenproduktion entspricht (Abbildung 2, links)."
"Angewandt auf Toshibas zuvor gemeldete 703 cm^2 große Perowskit-Photovoltaikmodule auf Polymerfolienbasis erreicht die einstufige Meniskus-Beschichtungsmethode einen PCE-Wert von 15,1 % und damit den weltweit höchsten Wert für ein großflächiges Perowskit-Photovoltaikmodul auf Polymerfolienbasis. (Abbildung 2, rechts). Dieser höhere PCE-Wert und der schnellere, vereinfachte Produktionsprozess bringen den Fortschritt auf dem Weg zur Kommerzialisierung hocheffizienter, kostengünstiger Perowskit-Photovoltaikmodule auf Polymerfolienbasis deutlich voran."
"Bei der Drucktechnologie von Toshiba für die Herstellung von folienbasierten Perowskit-Solarzellenmodulen wird das Substrat mit einer Harzfolie, z. B. Polyethylenterephthalat, geformt. Dabei wird eine planare, invertierte Struktur verwendet, die bei einer Temperatur unter 150 Grad Celsius für die Zellstruktur hergestellt werden kann. Dem Unternehmen ist es gelungen, eine gleichmäßig dünne Schicht aus Methylammonium-Bleijodid zu bilden, indem es eine Meniskus-Drucktechnologie einsetzte, die aus der Forschung an organischen Dünnschichtsolarzellen hervorgegangen ist. Es heißt, dass dies die Effizienz der Paneele verbessert, indem es den Grad der Abweichung der Zellen voneinander verringert.
"Das flexible und leichte Paneel eignet sich nach Angaben von Toshiba für Standorte, an denen die Installation herkömmlicher kristalliner Siliziummodule schwierig ist, wie z. B. niedrig belastete Dächer und Bürofenster. "Toshiba schätzt, dass die neuen Perowskit-Photovoltaikmodule Strom erzeugen würden, der zwei Dritteln des jährlichen Stromverbrauchs von Haushalten in Tokio entspricht, wenn sie auf einer Dachfläche von 164,9 km^2 installiert würden, was in etwa der Dachfläche aller Gebäude in Tokio entspricht", erklärte der Hersteller weiter.
"Toshiba wird die Forschung an Perowskit-Photovoltaikmodulen fortsetzen mit dem Ziel, die PCE auf 20 % oder mehr zu erhöhen und die aktive Fläche auf 900 cm2 zu vergrößern, die für die praktische Anwendung erforderlich ist. Das Unternehmen geht davon aus, dass die Erreichung dieser Ziele die Herstellungskosten von Perowskit-Photovoltaikmodulen auf 15 €/W (ca. 0,14 $/W) senken wird.
"Die neu entwickelte Beschichtungstechnologie und die Perowskit-Solarmodule, die sie anwenden, sind Forschungsergebnisse im Rahmen eines Projekts der New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO), Development of Technologies to Promote Photovoltaic Power Generation as a Main Power Source."
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https://www.pv-magazine.com/2021/09/09/toshiba-achieves-efficiency/ ^900cm^2, [This is automatically translated from English]