Solarzellen aus Perowskiten und Kupfer-Indium-Diselinid lassen sich flexibel an Fahrzeugen oder Wearables anbringen. KIT-Forschende haben für die Tandem-Zellen nun einen Rekordwirkungsgrad erreicht.
Der CIS-Anteil der Solarzelle ist fast galliumfrei, das Perowskit mit nur niedrigem Bromgehalt
Marco A. Ruiz-Preciado, KIT
Der Wirkungsgrad von Solarzellen lässt sich durch das Stapeln von zwei oder mehr Zellen zu sogenannten Tandems erhöhen. Durch die Kombination von Perowskiten mit Materialien wie Kupfer-Indium-Diselenid (CIS) oder Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS) entstehen dabei flexible Solarzellen, die sich beispielsweise auch falten und rollen lassen. Im EU-Projekt Percistand haben Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) gemeinsam mit Partnern Perowskit/CIS-Tandem-Solarzellen mit einem Spitzenwirkungsgrad von 24,9 % hergestellt. Nach Angaben der Universität ist dies der höchste je erreichte Wirkungsgrad für diese Technologie.
Entscheidend war bei der Entwicklung die Verringerung der Galliummenge und die damit verbundene schmale Bandlücke von etwa einem Elektronenvolt in der unteren Solarzelle, was nahe am physikalischen Optimum liegt. Aufgrund der schmalen Bandlücke – sie gibt an, welchen Teil des Sonnenlichtspektrums die Zelle absorbiert – konnten die Wissenschaftler die obenliegende Perowskit-Solarzelle mit niedrigem Bromgehalt herstellen, wodurch sie effizienter und stabiler wird.