Jede Solarzelle aus reinem Silizium unterliegt einem harten Naturgesetz, denn mehr als rund 29 Prozent des Sonnenlichts kann sie prinzipiell nicht in Strom umwandeln. Eine neue Tandem-Solarzelle aus Silizium und dem Kristallmaterial Perowskit hat diese Grenze nun weit hinter sich gelassen. Mit einem zertifizierten Wirkungsgrad von 35,5 Prozent stellte der Hersteller LONGi im Juli 2026 einen neuen Weltrekord auf. Das theoretische Potenzial der Technologie liegt sogar bei rund 43 Prozent.
Der Wirkungsgrad ist die zentrale Kenngröße jeder Solarzelle, denn er gibt an, welcher Anteil der einfallenden Sonnenenergie tatsächlich in elektrischen Strom umgewandelt wird. Handelsübliche Photovoltaikmodule aus kristallinem Silizium erreichen heute typischerweise 20 bis 24 Prozent, im Labor liegt die Bestmarke reiner Siliziumzellen bei knapp 27 Prozent. Viel mehr ist physikalisch nicht möglich, denn das nach zwei amerikanischen Physikern benannte Shockley-Queisser-Limit begrenzt jede Solarzelle mit nur einem lichtabsorbierenden Material auf maximal 33,7 Prozent, für Silizium liegt die praktische Obergrenze wegen zusätzlicher Verlustmechanismen sogar bei nur etwa 29,4 Prozent. Der Grund ist grundlegender Natur, denn ein einzelnes Halbleitermaterial kann immer nur einen Ausschnitt des Sonnenspektrums effizient nutzen, während energiearmes Licht ungenutzt hindurchgeht und energiereiches Licht teilweise als Wärme verpufft.
Die Lösung der Photovoltaikforschung heißt Tandemsolarzelle. Dabei werden zwei Absorberschichten übereinandergestapelt, die sich das Sonnenspektrum aufteilen. Eine nur wenige hundert Nanometer dünne Schicht aus Perowskit, einem kostengünstig herstellbaren Kristallmaterial, fängt das kurzwellige blaue und grüne Licht ein, während die darunterliegende Siliziumzelle das langwellige rote und infrarote Licht verwertet. Gemeinsam nutzen beide Schichten das Sonnenlicht deutlich vollständiger als jede Einzelzelle. Wie rasant sich das Feld entwickelt, zeigt der Blick zurück, denn die erste Perowskit-Solarzelle erreichte 2009 gerade einmal drei Prozent Wirkungsgrad, und noch vor wenigen Jahren galt es als Sensation, als eine Tandemsolarzelle erstmals 33,2 Prozent erreichte.
Den aktuellen Bestwert präsentierte der chinesische Photovoltaikhersteller LONGi im Juli 2026 auf einer Fachkonferenz in Shanghai. Die im eigenen Forschungszentrum entwickelte zweipolige Tandemzelle aus kristallinem Silizium und Perowskit erreichte einen Wirkungsgrad von 35,5 Prozent, unabhängig zertifiziert von der European Solar Test Installation, dem Prüflabor der Gemeinsamen Forschungsstelle der Europäischen Kommission in Italien, wie das Unternehmen in seiner Mitteilung erklärt. Das Tempo der Fortschritte ist bemerkenswert, denn noch im November 2023 lag die firmeneigene Bestmarke bei 33,9 Prozent, stieg über 34,6 und 34,85 Prozent und nun auf den neuen Rekord. Auch auf größeren, industrienahen Zellflächen von über 260 Quadratzentimetern wurden bereits 34,3 Prozent erreicht, komplette Tandemmodule schafften zertifizierte 31,4 Prozent.
Einordnend gilt, dass es sich beim Rekordwert um eine Laborzelle handelt und nicht um ein Serienprodukt, zudem bleibt die Langzeitstabilität der empfindlichen Perowskitschichten die zentrale Herausforderung auf dem Weg in die Massenfertigung. Dennoch zeigt der Wert, wie viel Spielraum die Photovoltaik noch besitzt, denn das theoretische Potenzial der Tandemarchitektur liegt bei rund 43 Prozent, und erste kommerzielle Tandemzellen werden bereits gefertigt. Höhere Wirkungsgrade bedeuten mehr Stromertrag auf gleicher Fläche, was besonders auf begrenzten Hausdächern zählt und die Stromkosten je Kilowattstunde weiter senkt. Damit rückt ein Szenario näher, nach dem die Solarenergie noch vor 2050 zur wichtigsten Stromquelle der Welt aufsteigt. Die einst unverrückbare Grenze des Siliziums ist jedenfalls gefallen, und der Wettlauf um die nächsten Prozentpunkte läuft bereits.