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05.10.2020 | Photovoltaik | Nachricht | Onlineartikel

Tandemsolarzellen: Neue Anlagen für industrienahe Produktion

Autor:
Leyla Buchholz
1:30 Min. Lesedauer

Perowskite gelten als aussichtsreiche Materialien für Solarzellen. Sie eignen sich vor allem für Tandem-Solarzellen, die Zellen aus Silizium und Perowskit miteinander kombinieren. Mit zwei neuen Fertigungsanlagen schaffen Forscher nun die Grundlage für eine künftige Produktion im industriellen Maßstab.

Solarzellen aus Perowskit-Materialien haben eine beispiellose Entwicklung hinter sich. Noch vor einigen Jahren erreichten sie mit Wirkungsgraden um die 10 % nur eine magere Energieausbeute. Die neuesten Zellen haben heute eine mehr als doppelt so großen Effizienz. Forschergruppen am HZB – Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie waren an dieser raschen und deutlichen Verbesserung der Zellmerkmale maßgeblich beteiligt. So hält ein Team um Prof. Dr. Steve Albrecht mit einem Wirkungsgrad von 29,1 % den aktuellen Weltrekord für Tandem-Solarzellen aus Perowskit und Silizium.

Im Tandem für eine höhere Energieausbeute

Die Tandem-Solarzelle besteht aus einer Siliziumzelle und einer zweiten, darüber liegenden Zelle auf Basis einer Halbleiterverbindung mit Perowskit-Struktur. Der Vorteil der Verbindung verschiedener Materialien: ihre Absorptionsspektren ergänzen sich. Diejenigen Anteile des Sonnenlichts, die Silizium schlecht nutzen kann, können mit geeigneten, kostengünstig herstellbaren Perowskit-Verbindungen in elektrische Energie umgewandelt werden. Damit können Tandem-Solarzellen die physikalische Begrenzung des Wirkungsgrads der heute eingesetzten Siliziumsolarzellen von 29,4 % deutlich überschreiten.

„Unser Ziel ist es, den Wirkungsgrad solcher Zellen über 30 % zu steigern – und das nicht nur im Labormaßstab, sondern auch bei Herstellung in einer kommerziellen Größenordnung“, sagt Prof. Dr. Bernd Stannowski, der die Arbeiten dazu am Kompetenzzentrum Photovoltaik PVcomB des HZB leitet. „Gemeinsam mit dem Team von Steve Albrecht setzen wir auf neue, modulare Anlagen, die die Fertigung von Silizium-Perowskit-Tandem-Solarzellen auf ein industrierelevantes Niveau heben werden“, kündigt der Wissenschaftler an. „Damit wird es möglich sein, Tandemzellen auf 6-Zoll-Wafern herzustellen, wie sie in der Photovoltaik-Industrie gebräuchlich sind.“ Dafür steht den HZB Forschern nun eine Cluster-Anlage der schweizerischen Firma Indeotec und ab 2021 auch eine Anlage für das vakuumtechnische Abscheiden verschiedener Materialien zur Verfügung.

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Quelle:
Elektrische Energieversorgung 2

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