Ein Entwicklungsteam des Helmholtz-Zentrums Berlin (HZB) hat eine Tandemsolarzelle aus den Halbleitern Perowskit und Silizium entwickelt, die 29,15 Prozent des eingestrahlten Sonnenlichts in elektrische Energie umwandelt. Dieser Wert ist offiziell durch das CalLab des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) zertifiziert. Damit ist die 30 Prozent-Effizienz-Marke in greifbare Nähe gerückt, wie das HZB mitteilte.
Während Silizium insbesondere die roten Anteile des Sonnenlichts in Strom umwandelt, nutzen Perowskit-Verbindungen vor allem die blauen Anteile des Spektrums. Eine Tandemsolarzelle aus Silizium und Perowskit schafft dadurch deutlich höhere Wirkungsgrade als jede Einzelzelle für sich genommen.
Neue Kontaktschicht entwickelt
Für die Rekordzelle haben die Forscher um die beiden Professoren Steve Albrecht und Bernd Stannowski eine spezielle neue Kontaktschicht entwickelt und eine weitere Zwischenschicht optimiert. Durch die neue Kontaktschicht konnte zudem im HySPRINT-Labor des HZB die Komposition der Perowskitverbindung weiter angepasst werden. Im Ergebnis ist diese in der Tandemsolarzelle unter Beleuchtung stabiler und trägt noch besser zum Stromgleichgewicht bei. Die Silizium-Unterzelle enthält eine spezielle Siliziumoxid Mischschicht zur optischen Kopplung beider Einzelzellen.
Alle Prozesse, die für diese Quadratzentimeter-Zelle verwendet wurden, sind laut HZB auch für große Flächen geeignet. Erste Versuche mithilfe von Vakuumprozessen waren bereits sehr erfolgreich.
Die praktisch-realistische Grenze für den Wirkungsgrad von Tandemzellen aus Silizium und Perowskiten liegt bei ca. 35 Prozent. Als nächstes will das HZB Team die 30 Prozent Effizienz-Barriere überwinden. (amo)
