Ziel dieser Arbeit war die Herstellung und Charakterisierung von Perowskitschichten mit PVD für die Verwendung in Perowskitsolarzellen sowie die Untersuchung der elektronischen Eigenschaften der Grenzflächen dieser Perowskitschicht zu ETL und HTL. Dabei wurden verschiedene Depositionsprozesse untersucht: Die sequentielle Deposition von Bleisalz und MAI und die Coevaporation beider Ausgangsmaterialien.

Bei der Coevaporation von PbI2 und MAI wurde der Einfluss des Partialdrucks von MAI auf die resultierende Adsorbatschicht analysiert. Dabei zeigte sich bei einer höheren Verfügbarkeit von MAI die verstärkte Bildung von MAPbI3.

Bei der sequentiellen Deposition wurde im zweiten Schritt die Depositionsparameter Rate, Substrattemperatur, Depositionszeit und Hintergrunddruck variiert und deren Einfluss auf die resultierende Adsorbatschicht analysiert. Dabei wurde der zugrundeliegende komplexe Reaktionsmechanismus diskutiert. Die Ergebnisse zeigen deutlich, dass zunehmender Hintergrunddruck, höhere Substrattemperaturen, eine abnehmende MAI-Depositionsrate sowie eine kürzere MAI-Depositionszeit zu einer dünneren Adsorbatschicht führen. Dieses Ergebnis lässt sich darauf zurückführen, dass in diesen Fällen die Verfügbarkeit von MAI für die Reaktion mit der präreaktiven Basisschicht abnimmt. Bei der Verwendung von PbCl2 als Basisschicht konnten neben der gewünschten MAPbI3-Phase einige Nebenphasen (u.a. MAPbCl3) identifiziert werden. Darüber hinaus wurde mit EDX die Verteilung der verschiedenen Phasen über den Querschnitt der Adsorbatschichten untersucht. MAPbCl3 ist aus thermodynamischer Sicht gegenüber MAPbI3 die stabilere und daher bevorzugte Perowskitphase und konnte daher in den meisten Adsorbatschichten insbesondere im unteren Bereich der Schicht nachgewiesen werden. Bei optimalen Depositionsbedingungen ist die Verfügbarkeit von MAI-Gas für die Reaktion so hoch, dass sich das Gleichgewicht der Reaktionen zugunsten der Bildung von MAPbI3 verschiebt. Daher ist MAPbI3 eher im oberen Bereich der Adsorbatschichten auffindbar.

Da die Effizienz für beide Depositionsmethoden nicht zufriedenstellend war, wurde der Frontkontakt mit C60 erweitert. Auf diese Weise konnte ein Spitzenwert in der Effizienz der Solarzelle von 10,79% erreicht werden.

Das zweite Ziel dieser Arbeit war die Analyse der elektronischen Eigenschaften an den Grenzflächen zum Perowskitabsorber. Der O2-Plasma Reinigungsschritt, dem die TiO2-Substrate im DAISY-Sol vor der weiteren Bearbeitung unterzogen werden, induziert eine Bandverbiegung an der Oberfläche des TiO2. Die TiO2/MAPbI3-Grenzfläche bietet dennoch eine große Barriere im Valenzband gegen das Eindringen von Löchern in die ETL, während der Transport von Elektronen weitestgehend ungestört stattfinden kann. An der MAPbI3/spiro-MeOTAD-Grenzfläche werden Elektronen am großen Leitungsbandoffset am Eindringen in die HTL gehindert, während Löcher im Valenzband ins spiro-MeOTAD beschleunigt werden. Im spiro-MeOTAD ist eine ausgedehnte Raumladungszone zu finden. Da die Raumladungszone an der TiO2/MAPbI3-Grenzfläche vergleichsweise sehr klein ausfällt, findet die Ladungstrennung in der Solarzelle hauptsächlich in der HTL statt und diese bestimmt die elektronischen Eigenschaften der Solarzelle maßgeblich.