36Kr Exklusiv | Ein Unternehmen aus dem Umfeld der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, das die Probleme bei der Beschichtung von Perowskit-Werkstoffen löst, hat eine Pre-A-Finanzierungsrunde mit einem Volumen von mehreren zehn Millionen Yuan abgeschlossen.

Autor | Qiao Yujie

Redakteurin | Yuan Silai

Dieser Artikel umfasst 1500 Wörter und die voraussichtliche Lesezeit beträgt 4 Minuten

Laut Hard Krypton hat das Perowskit-Solarzellen-Unternehmen Changchun Riyao Optoelectronic Technology Co., Ltd. (im Folgenden „Riyao Optoelectronics“ genannt) eine Pre-A-Finanzierungsrunde in Höhe von mehreren zehn Millionen Yuan abgeschlossen, die gemeinsam von Tianjin Venture Capital Management Co., Ltd. (Tianchuang Capital) und Jilin Provincial Science and Technology Investment Fund Co., Ltd. (Jilin Provincial Science and Technology Investment) investiert wurde. Zuvor erhielt das Unternehmen eine exklusive Angel-Investition in Höhe von mehreren zehn Millionen Yuan vom Changxing Fund.

Riyao Optoelectronics wurde 2023 gegründet und basiert auf den Forschungsergebnissen des Teams von Forscher Qin Chuanjiang am Changchun Institut für Angewandte Chemie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften. Das Team hat insgesamt mehr als 110 Arbeiten in Zeitschriften wie *Science* und *Nature* veröffentlicht. Derzeit baut das Unternehmen drei Produktlinien auf: neue selbstorganisierende Molekülmaterialien (SAM-Materialien), Online-Dünnfilm-Prüfgeräte und Perowskit-Solarzellenmodule.

SAM-Material ist der zentrale Durchbruchspunkt von Riyao Optoelectronics. Dieses Material wird hauptsächlich als Lochtransportschicht von Perowskit-Solarzellen verwendet. Das neue radikalische SAM-Molekül, das vom Team entwickelt wurde, führt durch ein einzigartiges Moleküldesign funktionelle Gruppen ein oder verändert die Konfiguration im Molekül, was die Dispersionsfähigkeit in Lösungen erheblich verbessert und weltweit erstmals das Problem der großflächigen Beschichtung von SAM-Dünnfilmen löst.

(Bildquelle / Unternehmen)

Gegenwärtig verwenden die Produktionslinien für Perowskit-Solarzellen im Allgemeinen Nickeloxid (NiOx) als Lochtransportschicht, die mit zusätzlichen Passivierungsschichtmaterialien kombiniert wird, was zu komplexen Verfahren und hohen Kosten führt. Das von Riyao Optoelectronics entwickelte SAM-Material ermöglicht ein neues großflächiges Herstellungsverfahren ohne NiOx, verbessert die Struktur der Produktionslinie, senkt die Investitionskosten der Produktionslinie um 20 % und die Herstellungskosten der Solarzellen um 10 %.

Auf der Grundlage dieses eigenentwickelten SAM-Materials erreichte der Wirkungsgrad des Perowskit/Kristallsilizium-Tandem-Solarzells, das das Unternehmen in Zusammenarbeit mit LONGi entwickelt hat und von NREL zertifiziert wurde, 34,2 %, was zu den drei höchsten Werten weltweit gehört. Derzeit wird das Kern-SAM-Material mit mehr als 100 Unternehmen und Forschungseinrichtungen im In- und Ausland zusammengearbeitet.

Was die Prüfgeräte betrifft, sagte Qin Chuanjiang zu Hard Krypton: „Es ist sehr schwierig, die physikalisch-chemischen Eigenschaften von SAM-Dünnfilmen zu charakterisieren, die nur 2–3 Nanometer dick sind. Derzeit gibt es keine kommerziellen Geräte auf dem Markt, die die Eigenschaften dieser Schicht umfassend bewerten können.“

Auf der Grundlage dieses Problems hat Riyao Optoelectronics die erste in-situ-Charakterisierungstechnologie für SAM entwickelt und gemeinsam integrierte Prüfgeräte entwickelt, die in-situ, hochpräzise, multimodal und hochdurchsatzige Materialauswahl und Online-Prüfung in der Produktionslinie ermöglichen. Das Gerät basiert auf elektrochemischen Prinzipien und kann die physikalisch-chemischen Eigenschaften von Dünnfilmen effektiv charakterisieren, wodurch die Lücke bei der Prozessüberwachung im Herstellungsprozess von Perowskit-Solarzellen geschlossen wird. Derzeit wird das Gerät kommerziell weiterentwickelt.

Im Bereich der Solarzellenmodule kann das Team den gesamten Entwicklungsprozess von Materialien bis zu Modulen selbstständig durchführen. Derzeit können Bauteile mit einer maximalen Größe von 300 × 300 mm hergestellt werden. In Zukunft richten sich die Produkte des Unternehmens hauptsächlich an die zwei Anwendungsrichtungen: Photovoltaik für Fahrzeuge und Photovoltaik für Luft- und Raumfahrt.

Die Mittel aus dieser Finanzierungsrunde werden hauptsächlich für den Bau der ersten inländischen Pilotlinie für neue selbstorganisierende Lochtransportmaterialien mit einer Jahresproduktion von Hunderten von Kilogramm verwendet, um das zentrale Forschungs- und Entwicklungsteam zu erweitern; gleichzeitig wird eine Testlinie für großformatige Perowskit-Solarzellenmodule gebaut, um die zwei Anwendungsbereiche Photovoltaik für Fahrzeuge und Photovoltaik für Luft- und Raumfahrt zu sichern.

Im Folgenden finden Sie einen Auszug aus dem Gespräch zwischen Hard Krypton und dem Gründungsteam von Riyao Optoelectronics:

Hard Krypton: Der größte Engpass bei der Massenproduktion von Perowskit ist die großflächige Herstellung. Auf welcher Schicht liegen die spezifischen Schwierigkeiten bei der großflächigen Beschichtung? Welches Problem löst das SAM-Material von Riyao Optoelectronics?

Qin Chuanjiang: Unser Material entspricht der ersten Funktionsschicht am Boden der Perowskit-Solarzelle, die auf das leitfähige Substrat aufgetragen wird. Bei den derzeit gängigen Produktionsverfahren wird zuerst eine Nickelschicht auf das ITO-leitfähige Glas aufgedampft, dann wird Passivierungsmaterial auf das Nickeloxid aufgetragen oder direkt Perowskit hergestellt. Unser Material wird direkt vor dem Perowskit aufgetragen.

Die Schwierigkeit bei großflächigen Modulen besteht darin, dass jede Schicht ausreichend gut sein muss, um am Ende ein Bauteil mit hohem Wirkungsgrad zu erhalten. Aus diesem Grund kann der Wirkungsgrad von kleinflächigen Bauteilen sehr hoch sein, während der Wirkungsgrad von großflächigen Modulen noch nicht das Niveau von kristallinem Silizium erreicht. Unser SAM-Material löst zunächst die Qualität der Lochtransportschicht selbst, gleichzeitig beeinflusst es direkt die Filmbildungsqualität der darüber liegenden Perowskitschicht. Noch wichtiger ist, dass es die Herstellung der Lochtransportschicht ohne Nickeloxid ermöglicht und einen Prozessschritt einspart.

Hard Krypton: Derzeit stammen die Einnahmen aus SAM-Materialien und Prüfgeräten, und später werden Sie in den Bereich der Module eintreten. Wie haben Sie diesen Rhythmus abgewogen?

Qin Chuanjiang: Unser derzeitiges Positionierung ist ein Lieferant von vorgelagerten Materialien und Verfahren, der keinen direkten Wettbewerb mit den nachgelagerten Hauptherstellern hat, was uns die Anerkennung in der Branche erleichtert. Zuerst Materialien und Prüfgeräte herzustellen bedeutet im Wesentlichen, sich an der obersten Stelle der Industrialisierung von Perowskit zu positionieren. In dieser Phase konkurriert man mit Technologie und Materialeigenschaften, nicht mit der Produktionskapazität von Modulen.

Natürlich müssen wir auch das Risiko berücksichtigen, dass Kunden in Zukunft ähnliche Materialien selbst entwickeln, daher halten wir durch kontinuierliche technologische Iterationen die Führungsposition.

Im Bereich der Module können wir derzeit bereits kleine Mengen herstellen. Ob und wann eine großflächige Modul-Produktionslinie gebaut wird, wird je nach Entwicklung des Marktes entschieden. Wenn der Perowskit-Markt schnell wächst und der Marktraum groß genug ist, könnten wir auch eine Modul-Produktionslinie aufbauen, was eine langfristige strategische Option des Unternehmens darstellt.