Rekordleistung für die Fraunhofer-Triple-Junction-Solarzelle
(Rinnovabili.it) – Die Effizienz von Perowskit/Silizium-Tandemsolarzellen Es etablierte sich schnell als neuer Meilenstein in der Branche und übertraf die Leistung von Doppelverbindungszellen auf Basis von III-V-Halbleitern (z. B. GaInP/GaAs). Dank Erträgen von über 30 % haben sie eine neue Ära für hocheffiziente und kostengünstige Photovoltaik eingeläutet. Vor allem aber haben sie den Perowskiten die Türen der Multi-Junction-Technologie geöffnet.
Der nächste Schritt kommt heute von Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE wo eine Forschungsgruppe eine erstellte Perowskit/Perowskit/Silizium-Triple-Junction-Solarzelle mit einem Leerlaufspannung von mehr als 2,8 Volt. Ein wichtiges Ergebnis für die Branche und auch Triumph-Forschungsprojekt, finanziert von der Europäischen Kommission. Die Initiative, an der das Fraunhofer ISE beteiligt ist, arbeitet an einem fortschrittlichen Konzept monolithischer Triple-Junction-Zellen mit einem Umwandlungswirkungsgrad von über 33 % und einer Größe von über 100 Quadratzentimeter.
Die Leerlaufspannung
Um den Fortschritt der neuen Triple-Junction-Solarzelle vollständig zu verstehen, muss man ein paar Schritte zurückgehen. Die Leistung von Photovoltaikzellen wird durch drei Hauptfaktoren bestimmt: Leerlaufspannung, Kurzschlussstrom und Füllfaktor. Die erste davon wird am stärksten von den intrinsischen Eigenschaften der verwendeten Materialien beeinflusst und gibt die maximale elektrische Spannung an, die die Zelle ohne elektrische Last liefern kann. Im Vergleich dazu weisen herkömmliche kristalline Siliziumeinheiten eine Leerlaufspannung zwischen 0,7 und 0,8 Volt auf.
Die vom Deutschen Institut entwickelte monolithische Solarzelle mit zwei Anschlüssen und drei Übergängen erweist sich als perfekt für diese Aufgabe. „Die gemessene Spannung von über 2,8 Volt für die Perowskit-Perowskit-Silizium-Solarzelle lässt darauf schließen, dass die Technologie für die Stromerzeugung äußerst vielversprechend ist“, sagt Dr Juliane Borchert, Gruppenleiter für Perowskit-Silizium-Technologien am Fraunhofer ISE und an der Universität Freiburg. „Das ist ein Rekordwert für diesen Solarzellentyp und zeigt, dass die Photovoltaik, die Perowskit und Silizium kombiniert, enormes ungenutztes Potenzial bietet“.
Das Ergebnis wurde durch ein Gasabschreckverfahren zur Abscheidung der oberen Perowskitschicht erreicht, das eine homogene Bildung des Absorbers ermöglicht und eine Schädigung der darunter liegenden Schichten durch Lösungsmittel verhindert. Der Prozess ermöglichte auch die Optimierung der Zwischenverbindungsschichten zwischen den Perowskit-Unterzellen. Die Ergebnisse der Studie wurden am veröffentlicht ACS Energy Letters (englischer Text).
