Glovebox für Photovoltaikzellen

Gloveboxen für Photovoltaikzellen unter kontrollierter Atmosphäre sind zu unverzichtbaren Werkzeugen bei der Herstellung, Entwicklung und Charakterisierung aller Arten von Photovoltaikzellen geworden, insbesondere der sogenannten Dünnschichtzellen der 3. Generation: farbstoffsensibilisierte Solarzellen (DSSC), organische Solarzellen (OPVs), Quantenpunkt-Solarzellen (QDSC), aber natürlich auch Zellen mit Perowskitstruktur (PSC).

Seit 2012, als Forschern die Herstellung von Dünnschichtzellen mit Perowskitstruktur gelang, hat noch nie zuvor eine Photovoltaikzelle einen derart schnellen Anstieg der Leistungsumwandlungseffizienz (PCE) verzeichnet. Perowskite sind Materialien, die die gleiche Kristallstruktur wie das Mineral Calciumtitanoxid (CaTiO3) aufweisen. Die Perowskitkristalle sind für ihre Supraleitfähigkeit bekannt. Neben ihrer Fähigkeit, Licht in nahezu allen sichtbaren Wellenlängen zu absorbieren, sind ihre Vorteile gegenüber herkömmlichen Siliziumzellen Flexibilität, Halbtransparenz, geringes Gewicht und Dünnschichtaufbau. Wissenschaftler kombinieren Perowskit-Solarzellen zudem mit Silizium-Solarzellen, sogenannten nanostrukturierten Tandem-Solarzellen, was dazu beiträgt, Rekorde bei der Energieumwandlungseffizienz zu brechen.

Um Photovoltaikzellen hinsichtlich Leistung, Lebensdauer und Stabilität weiter zu optimieren und sich von großen Problemen wie potenzieller Bleitoxizität oder Instabilität in feuchter Luft zu lösen, bietet Jacomex schlüsselfertige Glovebox-Lösungen an, die für alle Phasen der Entwicklung und Charakterisierung geeignet sind. Unser Konstruktionsteam bietet Standard- oder maßgeschneiderte Gloveboxen mit 3D-Modellierung zur Integration sämtlicher für unterschiedliche Prozesse erforderlicher Instrumentierung an, z. B. Spin-Coater, Heizplatten, Öfen, Verdampfungsanlagen für Dünnschichtabscheidung unter Vakuum usw. Ebenso werden unsere Gloveboxen traditionell unter Stickstoff betrieben, um bei 1 ppm H2O und O2 zu arbeiten, können jedoch für den Betrieb unter anaeroben Bedingungen mit einstellbarer Hygrometrie von 2 bis 70 % rF umgerüstet werden, sodass Tests unter realen atmosphärischen Bedingungen oder bei hoher Luftfeuchtigkeit durchgeführt werden können.

Parallel dazu konzentriert sich die Forschung auch auf die Entwicklung von Tandemzellen mit anderen Materialien als Alternative zu Perowskiten, insbesondere auf Materialien vom Kësterit-Typ, einer Mineralart aus Kupfer-, Eisen- und Zinnsulfid. Unabhängig von den Materialien und Technologien, die bei der Entwicklung von Photovoltaikzellen eingesetzt werden, bieten Jacomex-Gloveboxen mit Reinigungs- und Neutralgas-Managementeinheiten die nötige Flexibilität, um allen Anforderungen optimal gerecht zu werden.