Robert Klatt
Niederländische Wissenschaftler haben Tandem-Solarzellen aus Silizium und Perowskit mit einem Rekordwirkungsgrad entwickelt.
Delft (Niederlande). Der Wirkungsgrad herkömmlicher Solarzellen liegt zwischen 22 und 25 Prozent. Wissenschaftler von Oxford Photovoltaics konnten laut einer Publikation in den Applied Physics Letters kürzlich mit Tandem-Solarzellen einen Effizienzrekord von 29,52 Prozent erreichen. Diesen Rekord haben nun Forscher der Eindhoven University of Technology (TU/e) und der Delft University of Technology (TU Delft) brechen.
Laut ihrer Veröffentlichung im Fachmagazin Progress in Photovoltaics ist es dem Team um Yifeng Zhao gelungen, eine Tandem-Solarzelle aus Silizium und Perowskit mit einem Wirkungsgrad von 30,1 Prozent zu entwickeln.
Die Tandem-Solarzellen haben ihren hohen Wirkungsgrad durch die gestapelte Bauweise. Die obere Schicht besteht aus 3x3 mm großen Perowskit-Zellen, die sichtbares und ultraviolettes Licht in Energie umwandeln und Infrarotlicht durchlassen. Ihre Effizienz liegt bei 19,7 Prozent. Damit der Wirkungsgrad des Gesamtsystems möglichst hoch ist, entwickelten die Forscher Perowskit-Solarzellen, die 93 Prozent des Lichts im Nahinfrarotbereich durchlassen. Anschließend folgt eine Schicht aus 20x20 mm großen Silizium-Zellen, die das Infrarotlicht in Energie umwandeln. Ihr Wirkungsgrad liegt bei 10,4 Prozent.
Neben der höheren Effizienz im Betrieb haben Tandem-Solarzellen gegenüber herkömmlichen Solarzellen, die hauptsächlich aus Silizium bestehen, noch in der Herstellung Effizienzvorteile. Silizium-Zellen können nur bei hohen Temperaturen produziert werden. Ihre Herstellung benötigt also viel Energie. Perowskit-Zellen lassen sich hingegen bei Zimmertemperatur fertigen.
Applied Physics Letters, doi: 10.1063/5.0054086
Progress in Photovoltaics, doi: 10.1002/pip.3620
