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05.02.2019

Warum neuere Solarzellen effektiver sein können

pte20190201020 Forschung/Technologie, Umwelt/Energie

Neue Tandem-Solarzelle ist extrem effizient

Helmholtz-Wissenschaftler kombinieren Dünnschichtzelle aus CIGSe geschickt mit Perowskit


Sonnige Aussichten mit neuer Tandemzelle (Foto: Norbert Staub, Rikon/pixelio.de)
Sonnige Aussichten mit neuer Tandemzelle (Foto: Norbert Staub, Rikon/pixelio.de)

Berlin (pte020/01.02.2019/13:30) - Tandem-Solarzellen werden jetzt noch leistungsfähiger - zumindest sagen das Forscher des Helmholtz-Zentrums Berlin für Materialien und Energie (HZB) http://helmholtz-berlin.de und Kollegen der TU Eindhoven http://tue.nl/en . Die selbstproduzierte und charakterisierte Tandem-Solarzelle aus Perowskit- und CIGSe-Halbleitern ist so effizient, dass sie bei stabiler Leistung 21,6 Prozent des Sonnenspektrums in elektrische Energie umwandelt. Details wurden im Fachjournal "ACS Energy Letters" publiziert.

Effektives Schichtverfahren

Tandem-Solarzellen bestehen aus zwei Halbleitern mit verschiedenen Bandlücken. Daher können sie einen größeren Anteil des Sonnenspektrums zur Stromerzeugung nutzen. Um ihr Ziel zu erreichen, haben die Wissenschaftler eine hauchdünne, konform wachsende Zwischenschicht auf die CIGSe-Dünnschicht der Solarzelle aufgetragen und danach die Perowskitschicht aufgeschleudert. Dabei nutzten die Forscher ein simples, robustes Produktionsverfahren, das sich zudem für die Aufskalierung auf große Flächen eignet.

Der sehr hohe Wirkungsgrad der ultradünnen Dünnschicht-Tandem-Solarzelle kann durch weitere Optimierung von 21,6 Prozent bis auf über 30 Prozent erhöht werden. Zwar schaffen Tandemzellen aus Silizium und Perowskit noch höhere Wirkungsgrade als die neuen CIGSe-Perowskit-Tandemzellen, aber diese können ähnlich hohe Wirkungsgrade erreichen. Da sie aus Dünnschichten bestehen, sind Material- und Energieverbrauch bei ihrer Herstellung zudem extrem gering.

Industrialisierung angestrebt

"Sehr wichtig ist auch, dass diese Tandemzelle auf einer rauhen, unbehandelten CIGSe-Bottomzelle hergestellt wurde, was die Produktion vereinfacht und einen enormen Vorteil in Richtung Industrialisierung darstellt", erläutert Rutger Schlatmann, Direktor des HZB-Instituts PVcomB. Erst kürzlich gelang es Wissenschaftlern des Forschungszentrums Jülich http://fz-juelich.de , die Leerlaufspannung von Perowskit-Solarzellen auf einen Rekordwert von 1,26 Volt zu erhöhen (pressetext berichtete: http://pte.com/news/20190128009 ).