PERSISTARS – Perovskite Silicon Tandems made Stable by Rapid Screening

• Forschungsstelle: BFE
• Projektnummer: SI/502671

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen sind eine vielversprechende Kombination zur Verbesserung der Standard-Silizium-Photovoltaik, und der Wirkungsgrad dieser Technologie liegt bereits in einem marktrelevanten Bereich. Die Stabilität dieser Geräte, die durch die Stabilität der Perowskit-Topzelle begrenzt ist, behindert jedoch die bevorstehende Kommerzialisierung. Die Stabilität der oberen Zelle wird durch die Zusammensetzung, das Herstellungsverfahren und innerhalb des Geräts durch die angrenzenden Schichten beeinflusst. Alle drei Aspekte schaffen einen enormen Raum an Möglichkeiten für die Herstellung und können mit herkömmlichen Methoden nicht kontrolliert werden. PERSISTARS zielt darauf ab, Methoden zu entwickeln, mit denen dieser mehrdimensionale Herstellungsraum effizient durchleuchtet werden kann, indem die Automatisierung mit einem rechnerischen Grundgerüst kombiniert wird, das Bayes'sche Schlussfolgerungen nutzt, um den hochdimensionalen Raum effektiv zu navigieren. Darüber hinaus gibt es bisher keine zuverlässigen Schätzungen darüber, wie sich beschleunigte Innenalterungsprotokolle zu Außenmessungen verhalten, d. h. der Beschleunigungsfaktor kombinierter Belastungstests ist weitgehend unbekannt. Unter Verwendung der neu entwickelten Tandem-Bauelemente, denen eine höhere Stabilität vorhergesagt wird, wird PERSISTARS darauf abzielen, die Beschleunigungsfaktoren für Einzel- und Tandem-Bauelemente durch den Vergleich umfangreicher Innen- und Außenmessungen zu quantifizieren.

Kurzbeschreibung (Englisch)

Perovskite-Silicon tandem solar cells are a promising combination to improve upon standard silicon photovoltaics, and the efficiency of this technology is already in a market-relevant range. However, the stability of these devices, limited by the stability of the perovskite top cell, is hindering imminent commercialization. The stability of the top cell is impacted by the composition, the fabrication method and within the device by the adjacent layers. All three of these aspects create an enormous space of possibilities for fabrication and cannot be screened by traditional methods. PERSISTARS aims to develop methods to efficiently screen this multidimensional fabrication space by combining automation with a computational backbone to make use of Bayesian inference to navigate the high-dimensional space effectively. Furthermore, to date there are no reliable estimates as to how accelerated indoor aging protocols relate to outdoor measurements, i.e., the acceleration factor of combined stress tests is mostly unknown. Using the newly developed tandem devices with predicted higher stability, PERSISTARS will aim at quantifying acceleration factors for single-junction and tandem devices by comparing extensive in- and outdoor measurements.

Kurzbeschreibung (Französisch)

Les cellules solaires tandem pérovskite-silicium constituent une combinaison prometteuse pour améliorer les cellules photovoltaïques standard au silicium, et l'efficacité de cette technologie se situe déjà dans une fourchette pertinente pour le marché. Cependant, la stabilité de ces dispositifs, limitée par la stabilité de la cellule supérieure en pérovskite, entrave leur commercialisation imminente. La stabilité de la cellule supérieure est influencée par la composition, la méthode de fabrication et, à l'intérieur du dispositif, par les couches adjacentes. Ces trois aspects créent un énorme espace de possibilités pour la fabrication et ne peuvent pas être contrôlés par les méthodes traditionnelles. PERSISTARS vise à développer des méthodes permettant de cribler efficacement cet espace de fabrication multidimensionnel en combinant l'automatisation avec une base informatique permettant d'utiliser l'inférence bayésienne pour naviguer efficacement dans l'espace à haute dimension. En outre, il n'existe à ce jour aucune estimation fiable de la manière dont les protocoles de vieillissement accéléré en intérieur sont liés aux mesures en extérieur, c'est-à-dire que le facteur d'accélération des tests de stress combinés est en grande partie inconnu. En utilisant les nouveaux dispositifs en tandem dont la stabilité devrait être plus élevée, PERSISTARS visera à quantifier les facteurs d'accélération pour les dispositifs à jonction unique et les dispositifs en tandem en comparant des mesures approfondies en intérieur et en extérieur.