Tandemsolarzellen knapp vor 30 % Wirkungsgrad

In Science berichtet ein Team des Helmholtz-Zentrums Berlin, wie es den aktuellen Weltrekord von 29,15 % in einer Tandemsolarzelle aus Silizium und Perowskit erreichen konnte. Die Tandemzelle zeigt selbst ohne Verkapselung über 300 Stunden eine stabile Leistung.

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Solarzellen aus zwei Halbleitern mit unterschiedlichen Bandlücken können als Tandem zusammen deutlich höhere Wirkungsgrade erreichen als jede Unterzelle für sich. Dies liegt daran, dass solche Tandemzellen das Sonnenspektrum effizienter nutzen. So wandeln die bewährten Silizium-Solarzellen vor allem die infraroten Anteile des Lichts in elektrische Energie um, während bestimmte Perowskit-Verbindungen die sichtbaren Anteile des Sonnenlichts effektiv nutzen können.

Anfang 2020 hat ein Team um Prof. Dr. Steve Albrecht am Helmholtz-Zentrum Berlin den bisherigen Weltrekord bei Tandemsolarzellen aus Silizium und Perowskit von 28,0 % (Oxford PV) übertroffen und mit 29,15 % einen neuen Weltrekord aufgestellt. Gegenüber der höchsten zertifizierten und wissenschaftlich publizierten Effizienz ist dies ein großer Schritt nach vorne. Der neue Wert ist am Fraunhofer ISE zertifiziert und im NREL-Chart verzeichnet. Nun folgt die wissenschaftliche Publikation in der Fachzeitschrift Science mit der genauen Erläuterung des Herstellungsprozesses und den Ergebnissen der Analysen. Die neue Perowskit/Silizium Tandemzelle zeichnet sich durch eine Stabilität von mehr als 300 Stunden unter kontinuierlicher Belastung an Luft aus, und zwar ohne durch eine Verkapselung geschützt zu werden. Das Team verwendete eine komplexe Perowskit-Komposition mit 1,68 eV Bandlücke und konzentrierte sich auf die Optimierung der Substrat-Grenzfläche.