Die neuartige Solarzelle

Die neuartige Solarzelle

© G. Farias Basulto / HZB

Science

Ultradünne, biegbare Solarzelle stellt neuen Effizienzrekord auf

Das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) hat in Zusammenarbeit mit der Humboldt-Universität zu Berlin einen neuen Weltrekord im Bereich der Tandem-Solarzellen aufgestellt. 

Dabei handelt es sich um eine Bauweise, bei der 2 verschiedene Solarzellen übereinander gestapelt werden. Dabei können unterschiedliche Materialien eingesetzt werden, die sich ergänzen, indem sie auf unterschiedliche Licht-Wellenlängen optimiert sind.

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Die Forscherteams entwickelten eine Tandem-Zelle, die CIGS (Kupfer, Indium, Gallium und Selen) mit Perowskit kombiniert und einen Wirkungsgrad von 24,26 Prozent erreicht. 24,26 Prozent des einfallenden Lichts wurden also in elektrische Energie umgewandelt. Der Wert wurde durch das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE zertifiziert.

Zusammenarbeit

Die Entwicklung dieser hocheffizienten Solarzelle ist das Ergebnis einer Zusammenarbeit verschiedener Experten. TU Berlin-Masterstudent Thede Mehlhop stellte die Topzelle her, während die Perowskit-Absorberschicht aus einem gemeinsamen Labor des HZB und der Humboldt-Universität stammt. 

HZB-Forscher Guillermo Farias Basulto fertigte die CIGS-Unterzelle und die Kontaktschichten an. Genau diese Kontaktschichten sind auch der Schlüssel für den neuen Rekord.

Bis zu 30 Prozent möglich

Rutger Schlatmann, Sprecher des Fachbereichs Solarenergie am HZB, äußerte sich optimistisch über das Potenzial dieser Technologie: "Wir sind zuversichtlich, dass CIGS-Perowskit-Tandemzellen noch viel höhere Wirkungsgrade erreichen können, höchstwahrscheinlich bis über 30 Prozent".

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Zwar sind Tandem-Solarzellen aus Perowskit und Silizium ähnlich effizient. Der Vorteil der CIGS-Pero-Tandemsolarzellen ist ihre dünne Bauweise, wodurch sie auch sehr leicht sind und ihre Flexibilität. Sie lassen sich sogar auf biegsame Unterlagen auftragen. Dadurch können Flächen mit Solarzellen ausgestattet werden, bei denen das mit Siliziumzellen nicht möglich wäre. 

CIGS-Zellen sind außerdem weniger temperaturempfindlich und weisen bei schwachem Lichteinfall eine besonders hohe Effizienz auf. Sie sind zudem weniger energieintensiv in der Herstellung und potenziell günstiger. 

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