Der Kampf gegen den Klimawandel erfordert den Einsatz von nicht-fossilen Energiequellen, und Solarzellen sind eine vielversprechende Option. Besonders vielversprechend sind Perowskit-Solarzellen (PSC), die als nächste Generation von Solarzellen gelten. Diese Zellen enthalten empfindliche organische Schichten, die jedoch bei herkömmlichen Trockenprozess-Sputterverfahren für die Abscheidung von transparenten leitfähigen Oxidschichten (TCO) beschädigt werden können. Dies führt zu einem Abbau der organischen Schichten und verhindert das Erreichen der gewünschten Bauelementeigenschaften. Der Einsatz der Sputterdeposition für TCO ist daher eine Herausforderung.
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Vorzüge des RAM-Force-Sputterns: höhere Beschichtungsrate und geringere Substrattemperaturen
Optimierung der Sputterdeposition zur Steigerung der Effizienz von Perowskit-Solarzellen
Die RAM FORCE hat eine innovative Struktur, die vier Targets gegenüberliegend anordnet und eine Magnetfeldanordnung verwendet, um eine schadensarme Beschichtung zu ermöglichen. In Kombination mit der TCO-Beschichtung auf PSC konnte die Ladungsträgerlebensdauer um etwa 30 % verbessert werden, was für die Vermeidung von Schäden entscheidend ist. Die schadensarme Eigenschaft der RAM FORCE wurde genutzt, um eine Beschichtung zu erzielen, die einen Füllfaktor von über 75 % aufweist. Dieser Kurvenfaktor gibt Auskunft über die Zelleigenschaften und zeigt, dass die RAM FORCE in Forschungs- und Entwicklungsanwendungen sowie in Pilotlinien eingesetzt werden kann.
Umsetzung der Niedertemperatur-Sputtertechnologie
Dank RAM FORCE ist es nun möglich, eine Niedertemperaturbeschichtung von weniger als 60°C (ITO: 100 nm) durchzuführen. Dies macht die Sputterdeposition auf flexiblen Substraten möglich und eröffnet neue Anwendungsmöglichkeiten.
Wie wird sich RAM FORCE in Zukunft entwickeln?
RAMTECH hat auch andere Anwendungen im Blick, wie beispielsweise die Verwendung von NiOx-Schichten anstelle organischer Schichten wie Spiro-OMeTAD in der Lochtransportschicht (HTL) von PSCs. Dies ermöglicht eine schadensarme Sputterdeposition und einen geringeren Widerstand. Außerdem kann NiOx unter geänderten Beschichtungsbedingungen auch als Elektronentransportschicht (ETL) eingesetzt werden, was die Verwendung desselben Materials für HTL- und ETL-Beschichtungen ermöglicht. Dadurch werden die Eigenschaften verbessert und die Kosten gesenkt.
