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)

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 ).