30-Prozent-Marke bei Effizienz von Solarzellen geknackt

Ein Forscher*innen-Team der Eindhoven University of Technology hat Solarzellen mit einem Wirkungsgrad von 30,1 Prozent entwickelt. Damit konnten sie einen neuen Rekord für Tandem-Solarzellen aufstellen.

Sie bestehen aus Silizium und Perowskit. Konventionelle Solarzellen werden hauptsächlich aus Silizium gefertigt. Die Kombination mit Perowskit ist allerdings reizvoll, da es deutlich weniger Energie in der Herstellung benötigt. Die Perowskit-Zellen können auf Zimmertemperatur gefertigt werden, für Silizium-Zellen ist eine hohe Temperatur notwendig. 

Gestapelte Zellen

Solche Tandem-Solarzellen werden übereinander gestapelt. Perowskit-Zellen wandeln ultraviolettes und sichtbares Licht in Energie um und sind für Licht im Infrarotbereich besonders durchlässig. Sie bilden den oberen Part der Solarzelle und sind 3x3 mm groß. Ihre Effizienz wurde auf 19,7 Prozent erhöht, schreiben die Forscher*innen in ihrer Studie.

Um den Wirkungsgrad weiter zu erhöhen entwickelten die Forscher*innen Perowskit-Solarzellen, die transparent genug sind, um 93 Prozent des Licht im Nahinfrarotbereich durchzulassen. Das wird von den 20x20 mm großen Silizium-Zellen umgewandelt. Hier konnte man den Wirkungsgrad auf 10,4 Prozent verbessern.

Rekord bei Tandem-Zellen

Die Kombination der beiden führt schließlich zum Rekord von 30,1 Prozent. Der bisherige Wirkungsgrad von solchen Solarzellen liegt allgemein bei 22 bis 25 Prozent. 2021 konnten bereits Forscher*innen im Labor einen Wirkungsgrad bei Tandem-Zellen von 29,52 Prozent erreichen (mehr dazu hier).

Mit anderen Bauweisen für Solarzellen konnten Forscher*innen schon höhere Wirkungsgrade erzielen. So konnten US-Forscher*innen mit Halbleiter-Solarzellen einen Wirkungsgrad von 40 Prozent im Labor erreichen (futurezone berichtete).