Forscher:innen vom Helmholtz Zentrum Berlin (HZB) haben gemeinsam mit Kolleg:innen der Humboldt-Universität Berlin eine neue Tandemsolarzelle. Die besteht aus einer Unterzelle aus CIGS mit einer Oberzelle auf Basis von Perowskit. Durch eine Verbesserung der Kontaktschichten zwischen der oberen und unteren Solarzelle gelang es, den Wirkungsgrad der CIGS-Perowskit-Tandemsolarzelle auf nun 24,6 % zu steigern. Dies ist der aktuelle Weltrekord. Den Wert hat das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg zertifiziert.

Die Kombination aus CIGS und Perowskit ist eine Dünnschicht-Solarzelle. Dünnschicht-Solarzellen benötigen wenig Energie und Material für ihre Herstellung und zeichnen sich damit durch einen sehr geringen ökologischen Fußabdruck aus. CIGS sind Dünnschicht-Solarzellen auf Basis von Kupfer, Indium, Gallium und Selen. Solche CIGS-Dünnschichten lassen sich sogar auf biegsame Unterlagen auftragen.

Die neue CIGS-Perowskit-Tandemsolarzelle hat TU-Berlin-Masterstudent Thede Mehlhop, betreut durch Stefan Gall, hergestellt. Die Perowskit-Absorberschicht stammt aus dem gemeinsamen Labor des HZB mit der Humboldt-Universität. Die CIGS-Unterzelle sowie die Kontaktschichten fertigte HZB-Forscher Guillermo Farias Basulto an. Dabei nutzte er auch die leistungsstarke Clusteranlage Koala, die am HZB die Beschichtung von Perowskiten und Kontaktschichten im Vakuum ermöglicht.

Der jetzt gemeldete Rekord ist nicht der erste Weltrekord am HZB: HZB-Teams haben bereits mehrfach bei Tandemsolarzellen Weltrekordwerte erzielt, zuletzt bei Silizium-Perowskit-Tandemsolarzellen, aber auch schon mit der Kombination CIGS-Perowskit. So erreichte das HZB im Jahr 2019 einen Wirkungsgrad bei dieser Kombination von 23,3 %. „Wir sind zuversichtlich, dass CIGS-Perowskit-Tandemzellen noch viel höhere Wirkungsgrade erreichen können, höchstwahrscheinlich bis über 30 %“, sagt Rutger Schlatmann, Sprecher des Fachbereichs Solarenergie am HZB.

Quelle: HZB | solarserver.de © Solarthemen Media GmbH