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Flexible Dünnschicht-Solarzellen mit mehr als 20 Prozent Wirkungsgrad

Foto: Empa

Die Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) hat eine effiziente flexible CIGS-Solarzelle entwickelt, die laut eigener Aussage einen Wirkungsgrad von 20,8 Prozent und damit einen neuen Rekordwert erreicht.

Damit habe das Empa-Labor für Dünnschichten und Photovoltaik unter der Leitung von Ayodhya N. Tiwari seinen eigenen Rekordwert gebrochen, so Empa. Die Forschenden verbesserten den Wirkungsgrad der Energieumwandlung bei CIGS-Solarzellen auf flexiblem Polymersubstrat um 0.4 Prozent.

Die Technologie der Wahl ist laut Tiwari Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (Cu(In,Ga)Se2) oder CIGS, die die Herstellung von flexiblen, leichten Solarzellen auf Polymerfolien ermögliche.

Der neue Wert resultiere aus der Kombination von drei wesentlichen Verbesserungen, erklärt Romain Carron, Leiter der CIGS-Forschungsaktivität im Empa-Labor. „Zunächst haben wir die chemische Zusammensetzung der Absorberschicht sorgfältig angepasst, um ihre elektronischen und optischen Eigenschaften zu verbessern. Dann haben wir neue Methoden zur Alkalimetall-Dotierung entwickelt. Und schliesslich haben wir die Eigenschaften der Grenzfläche zwischen Absorber und Pufferschicht/Frontkontakt angepasst, um die Leistung der Zelle zu steigern.“ Dabei sei vor allem die akribische Arbeit von Shiro Nishiwaki unerlässlich gewesen, so Carron, um die Leistung der Zellen zu verbessern.

Flexible CIGS-Solarmodule sind bereits im Handel erhältlich, so vom Empa-Spin-off Flisom, das von Tiwari mitgegründet wurde. „Eine derart hohe Effizienz, wie wir sie in unserem Labor nun erreicht haben, zeigt das Potenzial der Technologie auf. Künftige Entwicklungen werden insbesondere darauf abzielen, unser neues Verfahren vom Labor- auf den industriellen Massstab zu übertragen, um die Stromerzeugung und Rentabilität von Photovoltaikanlagen zu steigern“, sagt Tiwari.

 

 

5.7.2019 | Quelle: Empa| solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH

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