Robert Klatt
Eine Tandemsolarzelle auf Basis von Silizium und Perowskit hat einen neuen Rekordwirkungsgrad erreicht.
Thuwal (Saudi-Arabien). Eine Tandemsolarzelle setzt sich aus zwei oder mehreren Solarzellen unterschiedlicher Materialien zusammen, die in einer geschichteten Struktur angeordnet sind. Die der Lichteinstrahlung ausgesetzte obere Schicht, auch als Subzelle bezeichnet, nimmt Licht geringerer Wellenlänge auf und ermöglicht den Durchlass von Licht mit größerer Wellenlänge. Die darunter liegende zweite Subzelle absorbiert anschließend einen weiteren Bereich des Lichtspektrums.
Der Hauptzweck dieser Konfiguration besteht darin, den Wirkungsgrad der Umwandlung von Sonnenenergie in elektrischen Strom gegenüber herkömmlichen Einzelsolarzellen zu optimieren. Bisher lag der Wirkungsgradrekord einer Tandemsolarzelle, den Forscher der Eindhoven University of Technology (TU/e) und der Delft University of Technology (TU Delft) aufgestellt hatten, bei 30,1 Prozent.
Forscher der King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) haben nun eine Tandemsolarzelle aus Silizium und Perowskit entwickelt, die einen Wirkungsgrad von 33,2 Prozent erreicht. Es handelt sich dabei um einen neuen Effizienzrekord.
Eine scheinbar geringfügige Effizienzsteigerung hat erhebliche Bedeutung, wenn man sie auf Millionen von Solarmodulen sowie die jahrelange Sonneneinstrahlung extrapoliert. Das oberflächliche Perowskit-Material zeigt eine hohe Absorptionsfähigkeit für blaues Licht, während das untere Silizium-Material vorrangig rotes Licht aufnimmt. Durch diese Kombination gelingt es, einen größeren Anteil des verfügbaren Sonnenlichts einzufangen und in Energie umzuwandeln.
Die European Solar Test Installation hat die Rekordleistung unabhängig zertifiziert, und sie wurde in die Rangliste der höchsten Forschungszelleneffizienzen des National Renewable Energy Laboratory (NREL) aufgenommen.
Die Verknüpfung von Silizium- und Perowskit-Zellen ist grundsätzlich attraktiv, da sie bei der Herstellung einen signifikant geringeren Energieverbrauch aufweist. Während Perowskit-Zellen bei Raumtemperatur hergestellt werden können, erfordert die Fertigung von Silizium-Zellen eine hohe Temperatur. Die Forscher der KAUST halten viele Einzelheiten zur Tandemsolarzelle noch zurück. Derzeit konzentriert sich das Team auf die Verbesserung der Lebensdauer und Größe der Zelle, weshalb sie noch nicht für kommerzielle Anwendungen geeignet ist.
