Vacancy No. IMT 09-20

IMT 09-20 Bachelor- oder Masterarbeit zum Thema: Fertigung neuartiger Architekturen für Perowskit Photovoltaik durch Anwendung des Laminierungsverfahrens

Job description

Dünnschichtsolarzellen auf Perowskit Basis stellen eine vielsprechende Technologie für eine neue Generation effizienter und kostengünstiger Solarzellen dar.

Das klassische Herstellungsverfahren von Perowskit Solarzellen ist die sequentielle Schichtabscheidung auf ein Trägersubstrat, da die notwendigen Schichtendicken im Nanometerbreich liegen und die Schichten daher nicht selbsttragend sind. Diese Methode schränkt jedoch die Materialauswahl ein, denn bei jeder Schichtabscheidung muss der bereits prozessierte Schichtstapel nahezu unversehrt bleiben. Daher müssen beispielsweise inkompatible Lösungsmittel oder auch zu hohe Prozesstemperaturen vermieden werden.

Um diese Einschränkung zu überwinden, wurde ein neuartiger Laminierungsprozess entwickelt: das Heißprägen der Perowskit Solarzelle aus zwei Halbstapeln. Die beiden Stapel werden unabhängig voneinander hergestellt, was eine hohe Freiheit in der Materialauswahl erlaubt. Diese Methode ermöglicht komplett neuartige Kombinationen funktionaler Schichten herzustellen und deren Eignung für kostengünstige, leistungsstarke Dünnschichtphotovoltaik zu überprüfen.

Ziel der vorgeschlagenen Arbeit ist es zunächst, das bestehende Laminierungsverfahren für einen bereits gut untersuchten Schichtstapel weiterzuentwickeln. Zuerst sollen die Parameter des Laminierungsprozesses Druck und Temperatur optimiert werden. Dafür müssen die laminierten Perowskitschichten optisch und morphologisch (REM sowie AFM) charakterisiert werden. Zusätzlich wird die Materialqualität mit XRD untersucht.

Anschließend sollen vollständige Solarzellen laminiert und optimiert werden: Die Halbstapel werden durch Dünnschicht-Abscheidungstechniken hergestellt, laminiert und deren Verhalten mit dem Solarsimulator charakterisiert. Dabei liegt die Untersuchung des elektrischen und mechanischen Kontakts zwischen den Halbstapeln im Fokus.

Der zweite Teil der Arbeit beschäftigt sich mit der Erforschung neuartiger, aussichtsreicher Materialkombinationen, welche Wirkungsgrad und Stabilität verbessern sollen, sowie flexible und halbtransparente Solarzellen ermöglichen. Letztere kommen in Tandemsolarzellen zum Einsatz. Diese nutzen die Kombination zweier Halbleiter mit unterschiedlichen Absorptionseigenschaften, um Verluste bei der Energiewandlung zu minimieren.

Weitere Informationen zum Institut für Mikrostrukturtechnik (IMT) finden Sie unter: https://www.imt.kit.edu

Weitere Informationen zur Arbeitsgruppe finden Sie unter: https://www.imt.kit.edu/paetzold.php

Personal qualification

Studienrichtung: Elektrotechnik, Physik, Maschinenbau

Organizational unit

Institute of Microstructure Technology (IMT)

Starting date

nach Vereinbarung

Vertragslaufzeit

6-12 Monate, siehe Studienordnung

Fachliche/r Ansprechpartner/in

Fachliche Auskünfte erteilt Ihnen gerne M.Sc. Julie Roger, IMT / LTI,
E-Mail: julie.roger@kit.edu

Application

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Personnel support is provided by 

Ms Schaber
phone: +49 721 608-25184,

Hermann-von-Helmholtz-Platz 1, 76344 Eggenstein-Leopoldshafen, Germany

If qualified, severely disabled persons will be preferred.