Ich habe elf Monate im Heidelberg bei InnovationLab gearbeitet. Das Hauptziel meines Projekts war es, den Bauablauf für Erneuerbare-Energie-Systeme insbesondere von Perowskit-Solarzellen zu erlernen und deren Wirkungsgrad zu charakterisieren. Zu Beginn meines Forschungsaufenthaltes lernte ich, wie man in dem Reinraum arbeitet und alle Geräte richtig benutzt. Die erste Aufgabe bestand darin, das Fotolithografieverfahren zu erlernen, das für den Bauablauf von Solarzellen unverzichtbar ist, um ein äußerst präzises Layout von Gold, Silber oder einer anderen Art von Metall aufzubauen. Das Hauptprinzip und die Bedeutung werden in einer Slideshow vorgestellt. Um diesen Prozess zu lernen und zu studieren, habe ich zuerst mit dem Aufbau von organische Feldeffekttransistoren (OFET) trainiert. Der Aufbau dieser Materialen ist einfacher und schneller als von Solarzellen, aber die verwendeten Techniken sind sehr ähnlich. Deshalb war es für mich eine gute Gelegenheit zu lernen, wie man die Geräte bedient.

Danach habe ich gelernt, Perowskit-Solarzellen aus Standard-Materialien zu bauen: Substrate beschichtet mit ITO (Indiumzinnoxid) oder FTO (Fluor-dotiertes Zinndioxid), Titandioxid, Perowskit CH3NH3PbI3, Spiro-OMeTAD (kommerzielle Lochtransportmaterialien) und Gold. Am Anfang war es schwer, weil wir keine Substrate mit bereits vorbereitet FTO-Layout hatten. Aus diesem Grund habe ich einige Zeit gebraucht, um herauszufinden, wie ich mit HCl und Zn-Pulver das mögliche Layout im Labor bilden kann. Das Problem wird erklärt. Nachdem ich das fertiggebracht habe, begann ich mit dem Bau einer Perowskit-Solarzelle unter Verwendung eines anderen Perowskit-Typs (FAPbI3)x(MAPbBr3)1−x, der derzeit auf dem neuesten Stand ist und mehr Primärmaterialien erfordert. Ich habe fortgeschrittene Technologien (Fotolithographie, Plasma-Reinigung, Rotationbeschichtung) verwendet und viele verschiedene Rezepte getestet, um Perowskit-Solarzellen zu bauen. FTO-dotierte Substrate wurden in ITO-dotierte Substrate verändert, die bereits das notwendige Layout haben. Titandioxid wurde mit Zinnoxid gemischt, um eine stabile lunkerfreie Sperrschicht zu erhalten. Lochtransportierendes Material (Spiro-OMeTAD) wurde mit Oxidationsmitteln (Vanadiumpentoxide) gemischt. Mit diesem Rezept und dem Testen verschiedener Bedingungen wird ein Wirkungsgrad von 14 Prozent erreicht.