Neue Leistungsrekorde möglich

KIT zeigt Konzept für leistungsfähige Tandem-Solarzellen

Perowskit-Solarzelle kann mehr Ertrag bringen. © Abzieher / Gharibzadeh /KIT

In Kombination mit konventionellen Solarzellen versprechen die sogenannten Perowskit-Tandemsolarzellen hohe Wirkungsgrade oberhalb von 35 Prozent. Einen erfolgversprechenden Ansatz dahin veröffentlichten Wissenschaftler des KIT nun in der Zeitschrift Advanced Energy Materials.

Perowskite sind Kristalle. Seit knapp einem Jahrzehnt werden sie in Solarzellen verwendet. Die ersten Prototypen dazu kamen aus der Forschungsgruppe von des Schweizer Spitzenforschers Michael Grätzel und erreichten 2013 einen Wirkungsgrad von 13 Prozent. Ende 2018 hatte ein Team aus Berlin einen Rekordwirkungsgrad von Perowskit-Zellen über 25 Prozent gemeldet. Damit lägen sie im Bereich "normaler" Solarzellen.

Die größte Herausforderung der Tandemsolarzellen besteht darin, Perowskit mit passgenauem Absorptionsspektrum herzustellen, sodass einerseits genügend Licht in der Perowskit-Solarzelle absorbiert wird, andererseits noch genügend Licht in die darunterliegende Solarzelle vordringt. Das Team um Ulrich W. Paetzold am KIT hat in diesem Zusammenhang nun einen entscheidenden Durchbruch erzielt. Die Wissenschaftler entwickelten eine neuartige Kombination aus 2D- und 3D-Perowskit-Materialien.

Die Perowskit-Solarzellen zeigen eine stark gesteigerte Photospannung und einen Rekord-Wirkungsgrad in diesem Spektralbereich. „Unsere Ergebnisse können einen Weg zur nächsten Generation von hocheffizienten Tandem-Solarzellen mit einem Wirkungsgrad bis zu 35 Prozent bahnen“, so Paetzold. Wirkungsgrade der marktüblichen Silizium-Solarzellen liegen im Bereich von 24 bis 26 Prozent. Quelle: KIT / pgl

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