HardKr Exklusivmeldung | Ein Unternehmen aus dem Umfeld der Chinesischen Akademie der Wissenschaften hat eine Pre-A-Finanzierungsrunde in Höhe von mehreren zehn Millionen Yuan abgeschlossen, um die Probleme bei der Beschichtung von Perowskit-Materialien zu lösen.

Autor｜QIAO Yujie

Redaktion｜YUAN Silai

Dieser Text umfasst 1500 Wörter, die voraussichtliche Lesezeit beträgt 4 Minuten

Laut Hard Krypton hat Changchun Riyao Optoelectronic Technology Co., Ltd. (im Folgenden als „Riyao Optoelectronic“ bezeichnet), ein Unternehmen für Perowskit-Solarzellen, 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 von dem Changxing Fonds.

Riyao Optoelectronic 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. Das Unternehmen baut derzeit drei Produktlinien auf: neuartige selbstorganisierende Molekül (SAM)-Materialien, Online-Prüfgeräte für Dünnschichten und Perowskit-Solarzellenmodule.

SAM-Material ist der zentrale Durchbruchspunkt von Riyao Optoelectronic. Dieses Material wird hauptsächlich als Lochtransportschicht von Perowskit-Solarzellen verwendet. Das neuartige radikalische SAM-Molekül, das vom Team entwickelt wurde, führt durch einzigartiges Moleküldesign funktionelle Gruppen oder verdrehte Konfigurationen in die Struktur ein, verbessert deutlich seine Dispersibilität in Lösung und löst erstmals international das Problem der großflächigen Beschichtung von SAM-Dünnschichten.

(Quelle des Bildes / Unternehmen)

Derzeit werden in den Produktionslinien für Perowskit-Solarzellen üblicherweise Nickeloxid (NiOx) als Lochtransportschicht und zusätzlich Passivierungsschichtmaterialien verwendet, was zu komplizierten Arbeitsabläufen und hohen Kosten führt. Das von Riyao Optoelectronic 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 Zellen um 10 %.

Auf der Grundlage dieses unabhängigen SAM-Materials hat das Unternehmen in Zusammenarbeit mit LONGi einen Perowskit/Kristallin-Silizium-Tandem-Solarzellenwirkungsgrad von 34,2 % erreicht, der von NREL zertifiziert wurde und zu den drei weltweit besten Werten gehört. Derzeit wird das zentrale SAM-Material bereits mit mehr als 100 Unternehmen und Forschungseinrichtungen im In- und Ausland zusammengearbeitet.

Im Bereich der Prüfgeräte sagte QIN Chuanjiang zu Hard Krypton: „Es ist sehr schwierig, die physikalisch-chemischen Eigenschaften einer nur 2–3 Nanometer dicken SAM-Dünnschicht zu charakterisieren. Derzeit gibt es keine kommerziellen Geräte auf dem Markt, die die Eigenschaften dieser Schicht umfassend bewerten können.“

Aufgrund dieses Problems hat Riyao Optoelectronic die SAM-In-situ-Charakterisierungstechnologie erstmals entwickelt und gemeinsam ein integriertes Prüfgerät entwickelt, das In-situ-, hochpräzise, multimodale und hochdurchlässige Materialauswahl sowie Online-Prüfung in der Produktionslinie realisieren kann. Dieses Gerät basiert auf elektrochemischen Prinzipien, kann die physikalisch-chemischen Eigenschaften von Dünnschichten effektiv charakterisieren und schließt die Lücke der Prozessüberwachung bei der Herstellung von Perowskit-Solarzellen. Derzeit wird das Gerät kommerziell weiterentwickelt.

Im Bereich der Zellenmodule kann das Team den gesamten Entwicklungsprozess von Materialien bis zu Modulen selbstständig durchführen. Derzeit können Bauelemente mit einer Größe von bis zu 300 × 300 mm hergestellt werden. In Zukunft richten sich die Produkte des Unternehmens hauptsächlich an die beiden Bereiche Fahrzeug-Photovoltaik und Luft- und Raumfahrt-Photovoltaik.

Die Finanzmittel dieser Runde werden hauptsächlich für den Bau der ersten inländischen Pilotlinie für neue selbstorganisierende Lochtransportmaterialien mit einer Jahresproduktion von 100 kg verwendet, um das zentrale Forschungs- und Entwicklungsteam zu erweitern. Gleichzeitig wird eine Testlinie für großformatige Perowskit-Solarzellenmodule gebaut, um die beiden Anwendungsbereiche Fahrzeug-Photovoltaik und Luft- und Raumfahrt-Photovoltaik zu sichern.

Im Folgenden finden Sie Auszüge aus dem Gespräch zwischen Hard Krypton und dem Gründungsteam von Riyao Optoelectronic:

Hard Krypton: Der größte Engpass bei der Massenproduktion von Perowskit ist die großflächige Herstellung. Auf welcher Schicht liegt genau die Schwierigkeit der großflächigen Beschichtung? Welches Problem löst das SAM-Material von Riyao Optoelectronic?

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

Die Schwierigkeit bei großflächigen Modulen liegt darin, dass jede Schicht ausreichend gut sein muss, um am Ende Bauelemente mit hohem Wirkungsgrad zu erhalten. Aus diesem Grund können kleinflächige Bauelemente einen sehr hohen Wirkungsgrad erreichen, während der Wirkungsgrad von großflächigen Modulen noch nicht das Niveau von kristallinem Silizium erreicht. Unsere SAM-Schicht löst zunächst die Qualität der Lochtransportschicht selbst aus und beeinflusst gleichzeitig direkt die Filmbildungsqualität der darüber liegenden Perowskitschicht. Noch wichtiger ist, dass sie die Herstellung der Lochtransportschicht ohne Nickeloxid ermöglicht und einen Arbeitsschritt einspart.

Hard Krypton: Die Einnahmen in der aktuellen Phase stammen aus SAM-Materialien und Prüfgeräten, und später wird der Bereich der Module erschlossen. Wie wurde dieser Rhythmus abgewogen?

QIN Chuanjiang: Unsere derzeitige Positionierung ist ein Lieferant von vorgelagerten Materialien und Verfahren, der keinen direkten Wettbewerb mit den nachgelagerten Hauptgeräteherstellern hat, was es uns leichter macht, die Anerkennung der Branche zu erlangen. Die Herstellung von Materialien und Prüfgeräten im Vorfeld bedeutet im Wesentlichen, sich im obersten Bereich der Perowskit-Industrialisierung zu positionieren. In dieser Phase werden Technik und Materialeigenschaften verglichen, nicht die Modulproduktionskapazität.

Natürlich müssen wir auch das Risiko berücksichtigen, dass Kunden in Zukunft ähnliche Materialien selbst entwickeln. Daher werden wir durch kontinuierliche technische Iterationen unsere Spitzenposition behaupten.

Im Bereich der Module können wir derzeit bereits kleine Mengen herstellen. Ob und wann eine groß angelegte Produktionslinie für Module gebaut wird, hängt von der Entwicklung des Marktes ab. Wenn der Perowskit-Markt schnell wächst und genügend Raum bietet, ist es auch möglich, eine Modulproduktionslinie aufzubauen – dies gehört zu den langfristigen strategischen Optionen des Unternehmens.