excited electrons and holes – making cheap solar panels with perovskites zu Deutsch: Perowskit

11.Nov.2013
Energie

UPDATE!

Perowskit now without BRAIN-POISONOUS LEAD!

GOOGLISH-ENGLISH VERSION

07.05.2014 – FOTOVOLTAIK -> Perovskit ->Neueste Solarzell-Technologie jetzt ohne giftiges Blei

Ein neuer Typ von Halbleitermaterial – die Perowskite – sollen die Solarzellen revolutionieren. Doch bisher waren sie hochgiftig. Das ändert sich nun.

Solarzelle im Querschnitt

© Hao, F. et al.: Lead-free solid-state organic–inorganic halide perovskite solar cells. In: Nature Photonics, doi:10.1038/nphoton.2014.82, 2014, fig. 2
Seit ein paar Jahren sind so genannte Perowskit-Solarzellen der neueste Trend in der Fotovoltaik. Die Zellen, die auf Materialien mit dem Perowskitgitter als Kristallstruktur basieren, erreichen schon jetzt Umwandlungseffizienzen im Bereich von 15 Prozent – etwa so viel wie die besten kommerziell erhältlichen Solarzellen. Dazu benötigten Forscher allerdings hochgiftige organische Bleiverbindungen, was es sehr umweltschädlich und sogar gefährlich machen würde, diese Zellen herzustellen und zu entsorgen. Ein Team um den Chemiker Mercouri Kanatzidis von der Northwestern University in Illinois hat deswegen nun ein Ersatzmaterial auf Basis des weniger giftigen Zinns entwickelt.

Zinn-Perowskit-Struktur

 

© Hao, F. et al.: Lead-free solid-state organic–inorganic halide perovskite solar cells. In: Nature Photonics, doi:10.1038/nphoton.2014.82, 2014, fig. 1a

 Bild vergrößernZinn-Perowskit-Struktur

 

Die Perowskit-Solarzellen begeistern die Fotovoltaikszene mit einer ganzen Reihe wünschenswerter Eigenschaften, zum Beispiel sehr hoher Ladungsträgermobilität und vergleichsweise einfacher Herstellung. Besonders angenehm ist, dass dieser Materialtyp keine seltenen und teuren Spezialrohstoffe erfordert – lediglich ein Metallatom muss im Zentrum der für diese Struktur typischen Oktaeder aus Chlor, Brom oder Iod sitzen. Das war bisher Blei.

Umweltfreundlicher Halbleiter ohne Blei

Kanatzidis und sein Team setzten auf das chemisch mit dem Blei eng verwandte Zinn – und das Element erwies sich als geeignet. Der aus ihm gebildete Perowskit besitzt eine höhere Symmetrie als die korrespondierende Bleiverbindung, und seine elektrischen Eigenschaften entsprechen denen konventioneller Halbleiter mit vergleichbarer Bandlücke. Allerdings ist das neue Material empfindlich gegenüber Sauerstoff, so dass es etwas komplizierter zu verarbeiten ist als die stabileren Bleiverbindungen. Trotz dieses Nachteils sind die Forscher zuversichtlich, einen Weg zu umweltfreundlichen hocheffizienten Solarzellen gefunden zu haben.

© Spektrum.de

UPDATE!

Perowskit-Solar-Panels now reach 20,1 % efficiency, while costing only 20-30% of silicon-based solar panels!

The only problem: It dissolves if touched by Water

I JUST HOPE THEY CAN MAKE IT TO THE MARKET(S)! (before Saudi-Arabia, Rockefellers… GM, Ford, Mercedes put a hold on that technology)

Scientist Tsutomu Miyasaka from the Toin University of Yokohama presented on the Solarconference HOPV14 at the University EPFL in Lausanne an cost estimation:  Perowskit-Solar panels with an efficiency of 15 % could (produced en masse) between 0,11 and 0,14 Dollar per Watt (Wp).

In comparison: Modules from the Chinese Manufacturer First Solar, are since years the cheapest in the world, cost  in fall 2013 0,56 Dollar per Watt.

Solarpower would then become the cheapest form of energy.

The perovskites could be applied to glas, metal but also concrete walls. (http://www.dyesol.com/)

The KRICT (Korean Research Institute of Chemical Technology) manged to set this new efficiency record.

Want to know more? ->

German: http://green.wiwo.de/durchbruch-billig-solarzelle-erreicht-20-prozent-wirkungsgrad/

English: https://translate.google.com/translate?sl=de&tl=en&js=y&prev=_t&hl=de&ie=UTF-8&u=http%3A%2F%2Fgreen.wiwo.de%2Fdurchbruch-billig-solarzelle-erreicht-20-prozent-wirkungsgrad%2F&edit-text=

PVeff(rev140225)a

 

 

http://phys.org/news/2013-11-simpler-cheaper-solar-cells.html

Creating simpler, cheaper solar cells

they could be cheaper, they could be THICKER! and different color, and they could be more efficient (15%) than silicon-wavers.

Material used:

https://en.wikipedia.org/wiki/Perovskite

https://de.wikipedia.org/wiki/Perowskit

Perowskit ist ein relativ häufiges Mineral aus der Mineralklasse der „Oxide und Hydroxide“ mit der chemischen Zusammensetzung CaTiO3. Chemisch gesehen handelt es sich um ein Calcium–Titan–Oxid beziehungsweise Calciumtitanat, also eine Verbindung aus der Gruppe der Titanate.

by Harry Dayantis
creatingsimp
Sam holds up one of the hundreds of perovskite cells Henry’s team has produced in the lab. The semi-transparent brown film is the perovskite layer, but it could be tuned to other colours if required.

Read more at: http://phys.org/news/2013-11-simpler-cheaper-solar-cells.html#jCp

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