Foto: Eike Köhnen

Technologieentwicklung

HZB steigert Wirkungsgrad von Perowskitzellen auf fast 30 Prozent

Forscher des Helmholtz-Zentrums Berlin haben die Effizienz von Tandemzellen mit Silizium und Perowskiten auf 29,15 Prozent nach oben getrieben. Jetzt wollen sie die 30-Prozent-Marke knacken.

Forscher des Helmholtz-Zentrums Berlin (HZB) haben den Rekord für den Wirkungsgrad von Perowskitsolazellen auf 29,15 Prozent gesteigert. Sie erreichen diese Effizienz mit einer kristallinen Solarzelle, auf die eine zusätzliche Halbleiterschicht aus Perowskiten aufgebracht ist. Das ist eine Hybridverbindung aus anorganischen und organischen Stoffen. Der Vorteil: Während Silizium vor allem die roten Anteile des Sonnenlichts für die Stromproduktion nutzt, verarbeiten die Perowskite auch die blauen Anteile des Lichtspektrums.

Schichten optimiert

Mit ihrem neuen Rekord, der vom Fraunhofer ISE bestätigt wurde, sind die Berliner nahe an ihrem Ziel, die Marke von 30 Prozent Effizienz zu knacken. Ideen für die weitere Effizienzsteigerung liegen bereits auf dem Tisch. Der Wirkungsgrad wurde außerdem vom amerikanischen National Renewable Energy Laboratory (NREL) zertifiziert. Er ist das Ergebnis einer internationalen Kooperation. „Wir haben für die Rekordzelle in Zusammenarbeit mit der Gruppe von Vytautas Getautis von der Kaunas University of Technology eine spezielle neue Kontaktschicht entwickelt und eine weitere Zwischenschicht optimiert”, erklären Eike Köhnen und Amran Al-Ashouri, die seitens des HZB an der Weiterentwicklung beteiligt waren.

Spezielle Siliziumzelle verwendet

Durch diese neue Kontaktschicht konnte die Komposition der Perowskitverbindung weiter angepasst werden, so dass diese in der Tandemsolarzelle unter Beleuchtung stabiler ist und noch besser zum Stromgleichgewicht beiträgt. Die Forscher verwendeten zudem eine spezielle Siliziumzelle. Denn die Unterzelle wurde mit einer zusätzlichen Mischschicht aus Siliziumoxid versehen, bevor die Forscher die Perowskitschicht aufgebracht haben. Sie dient der optischen Kopplung der beiden Einzelzellen.

Aufskalierung ist möglich

Wie bei allen gedruckten Halbleitertechnologien ist jetzt die Aufskalierung von der Laborgröße auf die Modulgröße die Herausforderung. Hier sehen die Forscher allerdings kein Problem. Denn die ersten Versuche der Produktion mit Hilfe von Vakuumprozessen seien erfolgreich gewesen.

Den aktuellen Stand der Entwicklung von Tandemsolarzellen lesen Sie in einem Bericht in der aktuellen Ausgabe von ERNEUERBARE ENERGIEN.

Tipp: Sie wollen keine wichtigen Infos mehr zum Thema Hochtechnologiezellen verpassen? Mit dem kostenlosen erneuerbareenergien.de-Newsletter bleiben Sie auf dem Laufenden. Hier geht es zur Anmeldung!

Photovoltaikforschung

Bleifänger für Perowskitzellen entwickelt

Amerikanische Forscher haben einen Film entwickelt, an dem die Bleiverbindungen in Perowskithalbleitern hängen bleiben, wenn die Zelle beschädigt wird. Damit wird die Technologie sicherer für die Umwelt.

Photovoltaik der nächsten Generation

Oxford PV startet demnächst die Massenfertigung von Perowskitzellen

Der britische Solarzellenhersteller Oxford PV hat bei Meyer Burger eine Produktionslinie für seine Tandemsolarzellen mit zusätzlichem Perowskithalbleiter geordert. Die Massenfertigung soll noch in diesem Jahr starten.

Effizienzrekord

Deutscher Dünnschicht-Hersteller schafft 25 Prozent Wirkungsgradverbesserung

Mit 16,5 Prozent will Calyxo aus Bitterfeld wettbewerbsfähig sein gegenüber kristalliner Technologie und asiatischen Wettbewerbern.

Photovoltaikmarkt

Produktion in Deutschland ist profitabel

Die Dünnschichtproduktion ist auch in Deutschland profitabel möglich. Denn die Unternehmen sind klein und die Preisreduktion folgt einer anderen Logik als bei der kristallinen Technologie.