Entwurf und Prüfung einer Elektrolysezelle gekoppelt mit einer 4 cm² großen Perowskit-Silizium-Tandemsolarzelle für eine nachhaltige Wasserstoffproduktion

Mein Masterprojekt konzentriert sich auf die Entwicklung und Prüfung einer Elektrolysezelle, die direkt mit einer 4 cm² großen Perowskit-Silizium-Tandemsolarzelle integriert ist. Das Hauptziel besteht darin, eine effiziente und direkte Umwandlung von Solarenergie in Wasserstoff durch photoelektrochemische Wasserspaltung in einem kompakten, integrierten Gerät zu erreichen. Da dieser solarbetriebene Ansatz keinen externen Netzstrom mehr benötigt, bietet er einen Weg zur dezentralen und nachhaltigen Wasserstoffproduktion, die für die Speicherung und Nutzung sauberer Energie von entscheidender Bedeutung ist. Ein Schwerpunkt dieser Forschung liegt auf der Integration gekapselter Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen in die anspruchsvollen Betriebsbedingungen der Elektrolysezelle. Angesichts der inhärenten Empfindlichkeit von Perowskiten gegenüber Feuchtigkeit, Hitze und elektrochemischen Umgebungen werden uns detaillierte Tests Werkzeuge zur Beurteilung der Leistung und möglichen Skalierbarkeit dieser Technologie an die Hand geben. Darüber hinaus wird eine vergleichende Analyse durchgeführt, bei der die Leistung derselben Elektrolysezelle in Verbindung mit einer III-V-Solarzelle bewertet wird. Dies liefert wertvolle Einblicke in die Vorteile und Grenzen der einzelnen Solarzellentechnologien in dieser Anwendung. Die Leistungsbewertung umfasst eine umfassende Charakterisierung der Wasserstoffproduktionsraten, der Gesamtsystemeffizienz und der langfristigen Betriebsstabilität. Letztendlich zielt diese Forschung darauf ab, die Entwicklung kompakter, hocheffizienter solarbetriebener Wasserstoffproduktionssysteme voranzutreiben und das Potenzial von Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen für eine nachhaltige Energiezukunft zu nutzen.