Wirkungsgrad-Rekord: 32,5 Prozent mit Perowskit-Tandem-Solarzelle

Die neue Tandem-Solarzelle wandelt 32,5% der einfallenden Sonnenstrahlung in elektrische Energie um. Die Zertifizierungsstelle European Solar Test Installation (ESTI) in Italien habe die Perowskit-Tandem-Solarzelle vermessen und den Wirkungsgrad offiziell bestätigt, schreibt das HZB in seiner Pressemitteilung. Außerdem sei der Wert in der vom National Renewable Energy Lab (NREL) in den USA erstellten Übersicht der Solarzellen-Technologien erfasst worden.

„Dies ist ein wirklich großer Sprung nach vorne, den wir vor einigen Monaten noch nicht vorhergesehen haben“ sagt Professor Steve Albrecht der an der Modifikationen von Grenz- und Oberflächen forscht. An der Entwicklung waren unter anderem Teams aus dem PV-Kompetenzzentrum (PVcomB) und dem HySprint Innovation Lab der HZB beteiligt.

Das Team um Albrecht nutzte eine verbesserte Perowskit-Verbindung und eine neue Modifikation der Oberfläche. Die Postdocs Silvia Mariotti und Eike Köhnen haben die Grenzflächen so modifiziert, dass die Rekombination der Landungsträger deutlich sinkt – und damit auch die Verluste. Zudem gelang es ihnen mit analytischen Messmethoden, die grundlegenden Prozesse besser zu verstehen. Masterstudentin Lea Zimmermann trug weitere optische Verbesserungen bei. Andere Teammitglieder übertrugen die Entwicklungen auf die Zelle. Neben dem Wirkungsgrad-Rekord erzielte die neue Zelle auch eine höhere Leerlaufspannung.

Schnelle Fortschritte beim Wirkungsgrad von Perowskit-Tandem-Solarzellen

Bei den Perowskit-Tandem-Solarzellen erzielten Forschungsteams in den letzten Jahren immer wieder neue Wirkungsgrad-Rekorde. Ende 2021 lag der Rekord noch beim HZB mit 29,8 Prozent.

Die Forschenden hatten dafür periodische Nanotexturen in die Solarzellen eingebracht. Im Sommer 2022 Jahres konnte übertraf eine am Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), Schweiz, entwickelte Zelle diesen Wert und knackte mit 31,3% die 30-Prozent-Marke. Nun liegt der Höchstwert mit 32,5% jedoch wieder am HZB.

„Wir freuen uns sehr über den erneuten deutlichen Effizienzsprung. Dieser zeigt das hohe Potenzial der Perowskit/Silizium-Tandem-Solarzellen, in den nächsten Jahren zu einer nachhaltigen Energieversorgung und zur Zeitenwende beizutragen“, sagt Albrecht.

Der wissenschaftliche Geschäftsführer des HZB, Professor Bernd Rech, betont: „Mit 32,5 Prozent ist der Solarzellenwirkungsgrad der HZB-Tandems jetzt in Bereichen, die bisher nur von teuren III/V Halbleitern erreicht wurden.“

Mit Meyer-Burger hat das HZB eine Partnerschaft geschlossen, um die Perowskit-Tandem-Technologie auch in die Produktion zu überführen. Auch Q-Cells ist bereits am Aufbau einer Pilotlinie im Rahmen des Forschungsprojektes Peperoni beteiligt.

Weitere Meldungen über Perwoskit-Solarzellen auf dem Solarserver gibt es hier.

19.12.2022 | Quelle: HZB | solarserver.de © Solarthemen Media GmbH