SINATRA

PARASOL- Passivierungsschutzschichten für Multiabsorber-Hochleistungsbauelemente für die photoelektrochemische Herstellung von Solarbrennstoffen

Ansprechpartner

Dr. rer. nat. Agnieszka Paszuk
Fachgebiet Grundlagen von Energiematerialien

Telefon: (+49) 03677 69-2578
E-Mail: agnieszka.paszuk@tu-ilmenau.de

Förderinformation

Projektträger: Bundesministerium für Bildung und Forschung
                         Projektträger GmbH Jülich
Förderkennzeichen: 033RC037

beteiligte Fachgebiete: Grundlagen von Energiematerialien

Laufzeit: 01.02.2024 - 31.01.2030

Projektinformation

Ziel meines vorgeschlagenen Projekts "Parasol", ist es stabile und effiziente Metalloxid-Passivierungsschutzschichten mit Multiabsorberphotoelektrochemischen (PEC)-Zellen, die aus einer Kombination von III-Halbleitern und Si besteht, durch angepasste energetische Kopplung zu integrieren. Die III-V Photoabsorbern werden mittels metallorganischer chemischer Gasphasenabscheidung an der Technischen Universität Ilmenau (TUIL) in Reinraumbereich vom Fachgebiet von Prof. Hannappel präpariert. Die Metalloxid-Schutzschichten werden mittels Atomlagenabscheidung am Helmholtz-Zentrum Berlin in den Laboren der Gruppe von Prof. van de Krol abgeschieden. Beide Methoden sind industriell skalierbar. Die III-V-Halbleiteroberfläche wird duch die Kombination von optischer in situ Spektroskopie und Photoelektronenspektroskopie (PES) präzise abgestimmt, um ein defektfreie Heterogrenzfläche zu erreichen. DIe Oberflächenpräperation des III-V-Halbleiters beeinflusst die Nukleation der Metalloxid-Schutzschicht und die elektronische Anpassung der Heterogrenzfläche. Insbesondere die Absorption von Sauerstoff und Bildung von Ladungsträger-Trapping-Bindungen hängt stark davon ab, ob die Oberfäche durch das Gruppe-III- oder Gruppe-V-Element terminiert ist. Die Abscheidung der ersten Monolagen der Metalloxidschicht wid im Detail untersucht und die Heterogrenzfläche mit PES untersucht. Spezifische Modifikationen der Sequenz der Metall- und Sauerstoff-Präkursoren werden eingeführt. Die Passivierungsschichten werden hinsichtlich Zusammensetzung, Kistallinität und Morphologie analysiert. Die entwickelten Metalloxid-Passivierungsschichten werden mit III-V-auf Si-Photoabsorbern vom Frauenhofer ISE sowie mit Katalysatoren von der TUIL im FG von Prof. Bund integriert. Die Stabilität, Gasentwicklung und die Ladungsträgerdynamik im Bulk und an Grenzflächen der PEC-Zelle wird in enger Zusammenarbeit mit dem Fachgebiet von Prof. Hannappel untersucht.