Wissenschaftlern des Forschungszentrums Jülich ist es gelungen, die Leerlaufspannung von Perowskit-Solarzellen auf einen Wert von 1,26 V zu erhöhen. Der Wert gilt als Schlüssel zur Verbesserung des Wirkungsgrads.
Die Perowskit-Solarzelle leuchtet unter der angelegten Spannung. Die effiziente Lumineszenz ist ein Zeichen für geringe Verluste.
Forschungszentrum Jülich / Daniel Weigand
Perowskit-Solarzellen gelten als große Hoffnungsträger der Photovoltaik. Sie können günstig mit verschiedenen Druckverfahren hergestellt werden und erreichen im Labor schon nach wenigen Jahren Forschung einen ähnlichen Wirkungsgrad wie die industriell am weitesten verbreiteten Solarzellen aus kristallinem Silizium. Der Labor-Wirkungsgrad von Perowskit-Solarzellen liegt inzwischen über 20 %, während die besten Silizium-Solarzellen eine Effizienz von über 26 % erzielen.
Bislang war unklar, wie weit sich die Leerlaufspannung von Perowskit-Solarzellen noch steigern lässt. Der bisherige Höchstwert lag bei 1,21 V. Wissenschaftler vom Jülicher Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK-5) konnten nun zeigen, dass die erzielbare Spannung prinzipiell nicht durch die beidseitig angrenzenden Kontaktmaterialien limitiert ist. Die Qualität der Schichten und Grenzflächen in ihrer Zelle ist hinsichtlich der Rekombination ähnlich hoch wie die von Zellen aus Silizium und Galliumarsenid, die sich nur mit extrem aufwendigen Methoden bei hohen Temperaturen herstellen lassen. Mit druckbarer Photovoltaik und Optoelektronik könnten also langfristig ähnlich effiziente optoelektronische Bauelemente wie mit klassischen Halbleitermaterialien realisiert werden. Bis zur Anwendungsreife ist es allerdings noch ein weiter Weg, da die aktuelle Generation von Perowskit-Solarzellen noch keine ausreichende Langzeitstabilität aufweist.
