Die Niederländische Organisation für Angewandte Wissenschaftliche Forschung (TNO), die Technische Universität Delft, die Technische Universität Eindhoven und das belgische Forschungsinstitut Imec haben mit einer semitransparenten Perowskit-Solarzelle in Kombination mit einer kristallinen Silizium-Solarzelle in einer Tandemkonfiguration mit vier Anschlüssen einen Wirkungsgrad von 30,1 Prozent erzielt.
Im November 2021 erreichte das Konsortium einen Rekordwirkungsgrad von 29,2 Prozent für diese Tandemsolarzellen, nachdem der Wirkungsgrad im März 2020 noch bei 28,7 Prozent gelegen hatte. „Die Entwicklung der Zelle wird fortgesetzt, bis die praktische Grenze für Produkte mit zwei Anschlüssen erreicht ist, aber jetzt ist es wichtig, die Technologie auf den Markt zu bringen, um von einer schnelleren Lernkurve zu Geräten zu profitieren, die tatsächlich in Massenproduktion hergestellt werden“, sagte Gianluca Coletti, TNO-Programmmanager für Tandem-PV-Technologie, auf Anfrage von pv magazine.
Die Forschungsinstitute, die alle dem Solliance-Konsortium angehören, konnten den Gesamtwirkungsgrad der Zelle erhöhen, indem sie den Wirkungsgrad der Perowskit-Zelle steigerten – ein hochgradig Infrarot-transparentes Perowskit-Zelle, dir von TNO zusammen mit der TU Delft und imec entwickelt wurde. „Dieses Ergebnis wurde erreicht, indem zunächst hochtransparente Kontakte implementiert und dann die Absorberschicht und jede der Transportschichten nacheinander verbessert wurden“, erklärte Coletti.
Den Forschern zufolge stieg der Wirkungsgrad der 3 mal 3 Millimeter großen Perowskit-Zelle, die für die Tandemzelle verwendet wurde, von 17,8 auf 19,7 Prozent, ein Ergebnis, das von der Gemeinsamen Forschungsstelle (GFS) der Europäischen Kommission in Ispra, Italien, zertifiziert wurde.
„Dieser Solarzellentyp zeichnet sich durch einen hochtransparenten Rückkontakt aus, durch den mehr als 93 Prozent des Lichts im nahen Infrarot zum unteren Teil der Zelle gelangen“, erklärt TNO-Forscher Mehrdad Najafi. „Diese Leistung wurde durch die Optimierung aller Schichten der halbtransparenten Perowskit-Solarzellen erreicht, wobei fortschrittliche optische und elektrische Simulationen als Leitfaden für die experimentelle Arbeit im Labor dienten.“
Die Wissenschaftler setzten das Perowskit-Bauelement auf eine von der TU Delft entwickelte Silizium-Heterojunctionzelle. „Bei dem Silizium-Bauelement handelt es sich um eine 20 mal 20 Quadratmillimeter große Heterojunction-Solarzelle mit optimierter Oberflächenpassivierung, transparenten leitfähigen Oxiden und verkupferten Frontkontakten für modernste Ladungsträgerextraktion“, sagte TU Delft-Forscher Yifeng Zhao.
In einer kürzlich erschienenen Veröffentlichung berichten die Forscher, dass die Zelle in bifazialen Tandem-Mini-Modulen mit einer Fläche von 100 Quadratzentimetern in Kombination mit einer PERC-Bodenzelle mit 24,5 Milliwatt proo Quadratzentimeter eingesetzt wurde. Die Solarmodule wiesen einen Gewinn von 3 Milliwatt pro Quadratzentimeter auf, verglichen mit der gleichen Zelle mit einer monofazialen Architektur. Den Wissenschaftlern zufolge haben die Ergebnisse im Freien gezeigt, dass das Modul die Leistung des monofacialen Gegenstücks in einer Umgebung mit einer Albedo von 10 Prozent um mehr als 25 Prozent übertreffen kann.
Dieser Inhalt ist urheberrechtlich geschützt und darf nicht kopiert werden. Wenn Sie mit uns kooperieren und Inhalte von uns teilweise nutzen wollen, nehmen Sie bitte Kontakt auf: redaktion@pv-magazine.com.
Jetzt geht’s nur noch um die Haltbarkeit. Wenn die Dinger 10 Jahre halten, wäre das schon mal ein guter Anfang. 40% mehr Ausbeute gegenüber heutigen Solarzellen, aber konservativ geschätzt nur 20% höherer Preis. Damit würde sich der Balkonsolarzellenbetreiber schon sehr freuen.
Vor allem im Winter würde die Ausbeute nicht ganz so stark absinken weil der Perovskitanteil die kürzeren Wellenlängen einfängt und damit im Winter auch noch was bringt.
Die Amortisationszeit würde sich um ein Jahr verkürzen. Das wäre schon der Hammer.