Tandem-Solarzelle mit Weltrekord-Effizienz soll bald serienreif sein

Das Prinzip der Photovoltaik wurde bereits im 19. Jahrhundert entdeckt. Fast 100 Jahre hat es gedauert, bis diese Technologie für den kommerziellen Gebrauch nutzbar wurde. Nun scheint es bei den Entwicklungsschritten relativ rasant zu gehen. 

Der Solarzellenhersteller Qcells hat nun bekannt gegeben, dass ein neuer Weltrekord aufgestellt wurde. Dieser gelte für den Wirkungsgrad einer Tandem-Solarzelle im M10-Format (182 mm x 182 mm), die für die Massenproduktion geeignet ist.

Ihr Wirkungsgrad liegt demnach bei 28,6 Prozent. Bestätigt wurde der Wirkungsgrad vom Frauenhofer-Institut. Herkömmliche PV-Module kommen derzeit auf ungefähr 22 Prozent. 

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Kombination aus Perowskit und Silizium

Der hohe Wirkungsgrad allein ist gar nicht so herausragend. Für Aufsehen sorgt die Angabe, dass die Tandem-Solarzelle die gesamte Fläche der M10-Zelle einnimmt. Das sei der wichtige Meilenstein, um die hocheffiziente Solarzelle für die Massenfertigung hochzuskalieren, heißt es von Qcells. 

Bei der Tandem-Solarzelle handelt es sich um eine Kombination aus einer klassischen Zelle auf Silizium-Basis und einer aus Perowskit. Beide Schichten zielen auf ein unterschiedliches Sonnenlichtspektrum ab, in dem sie effizient arbeiten.

Während Silizium primär den Rotanteil im Sonnenlicht absorbiert, kann Perowskit grüne und blaue Wellenlängenbereiche gut verwerten. Durch diese Kombination gelten Tandem-Solarzellen als besonders vielversprechend, weil sie einen höheren Maximalwert erreichen können, als reine Silizium-Solarzellen.

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Bei reinen Silizium-Zellen liegt das theoretische Effizienzmaximum aufgrund der Gesetze der Physik bei 29,4 Prozent. Im Labor wurden bei Perowskit-Silizium-Zellen schon ein Wirkungsgrad jenseits von 30 Prozent erreicht. 

Keine Antwort auf bekannte Schwachstellen

Auf einige zentrale Fragen liefert Qcells jedoch keine Antwort. Wann ungefähr mit einer Serienfertigung zu rechnen ist, hat das Unternehmen gegenüber der futurezone nicht beantwortet. Ebenso wenig die Frage nach der Lebensdauer.

Die größte Schwachstelle von Perowskit-Modulen ist nämlich ihre geringe Lebensdauer. Silizium-Solarzellen behalten nach 25 Jahren 80 bis 90 Prozent ihrer Ursprungsleistung bei. Nach dem derzeitigen Wissensstand ist das mit Tandem-Solarzellen nicht möglich, da Perowskit-Kristalle instabil sind und wesentlich schneller abbauen.