Tandem-Solarzellen

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.

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.

'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, die Leerlaufspannung von Perowskit-Solarzellen auf einen Rekordwert von 1,26 Volt zu erhöhen.

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