Siliziumbasierte Tandemsolarzellen und -module

Höhere Wirkungsgrade für Solarzellen und eine noch stärkere Senkung der Solarstromkosten sind Zielsetzung unserer Arbeit im Geschäftsfeldthema »Siliziumbasierte Tandem-Solarzellen und Module«. Diese Technologie zählt zu den sich am schnellsten entwickelnden Solartechnologien und ermöglicht, das begrenzende Auger-Limit von 29,4 % von Einfachsolarzellen aus Silizium zu überwinden. Mit den zu erwartenden höheren Wirkungsgraden von Tandemsolarzellen erreicht man eine höhere Energieausbeute pro Fläche. Dies schafft Einsparpotenziale bei Solarzellen- und Modulmaterialien – ein wichtiger Aspekt im Hinblick auf die Nachhaltigkeit der Photovoltaik.

Wir decken dabei die gesamte Wertschöpfungskette von der Technologieentwicklung und Analyse von Zellen und Modulen bis hin zu Integration der Module in unterschiedlichste Anwendungsfelder ab. Wir evaluieren neueste Technologien und Prozesse für Zell- und Modulherstellende sowie für Anlagen- und Materialherstellende. Darüber hinaus ermöglichen wir unseren Kundinnen und Kunden mit unseren Kompetenzen im Bereich der Simulation, der Zell-, Material- und Modul-Analyse sowie der Kosten- und Lebensdaueranalyse eine umfangreiche Möglichkeit für die Bewertung und dem Transfer der Tandemtechnologie in ein industrielles Umfeld.

Arbeitsgebiete

Im Thema »Siliziumbasierte Tandemsolarzellen und -module« beschäftigen wir uns mit folgenden Arbeitsgebieten:

Entwicklung von Perowskit-­Silizium Tandemsolarzellen

Entwicklung von
III-V/Silizium Tandemsolarzellen

Modultechnologien für Tandemsolarzellen

Analyse und Simulation von siliziumbasierten Tandemsolarzellen

Kalibrierung und Zuverlässigkeitsprüfung von Tandemmodulen

Kalibrierung von Tandemsolarzellen

Entwicklung von
angepassten Siliziumsolarzellen

FuE-Infrastruktur

Für unsere Forschungs- und Entwicklungstätigkeiten steht uns am Fraunhofer ISE diese Infrastruktur zur Verfügung:

 

Zentrum für höchst­effizente Solarzellen

Technologien für höchste PV-Wirkungsgrade

 

PV-TEC

Photovoltaic Technology Evaluation Center

Produktionstechnologie und Messtechnik für kristalline Siliziumsolarzellen

 

Module-TEC

Module Technology Evaluation Center

Umfassende Möglichkeiten zur Entwicklung von Modultechnologien

 

Akkreditiertes Lab

CalLab PV Cells

Das CalLab PV Cells bietet die Kalibrierung / Messung von Solarzellen verschiedenster PV-Technologien an.

 

Akkreditiertes Lab

CalLab PV Modules

Das CalLab PV Cells bietet die Kalibrierung / Messung von Solarzellen verschiedenster PV-Technologien an.

 

Akkreditiertes Lab

TestLab PV Modules

Unser Angebot reicht von der Kalibrierung einzelner Zellen und Module bis hin zu kundenspezifischen Aufgaben, wie der Kalibrierung bifazialer Module.

Ausgewählte Forschungsprojekte

 

LiverPool

Linearverdampfungsprozesse für großflächige industriell skalierbare Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen

 

Pero-Si-SCALE

Technologieplattform zur Skalierung von Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen und Modulen

 

PrEsto

Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen: Entwicklung skalierbarer Prozesstechnologien

Aktuelle Veröffentlichungen zum Thema »Siliziumbasierte Tandemsolarzellen und -module«

Jahr
Year
Titel/Autor:in
Title/Author
Publikationstyp
Publication Type
2023 Spectrometric Characterization for Triple-Junction Solar Cells
Aulich, Johanna; Chojniak, David; Bett, Alexander J.; Steiner, Marc; Schindler, Florian; Siefer, Gerald; Schubert, Martin; Goldschmidt, Jan Christoph; Glunz, Stefan
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2023 Insights into perovskite film formation using the hybrid evaporation/spin-coating route: An in situ XRD study
Er-Raji, Oussama; Rustam, Lina; Kore, Bhushan; Glunz, Stefan; Schulze, Patricia
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2023 Maximizing Current Density in Monolithic Perovskite Silicon Tandem Solar Cells
Heydarian, Minasadat; Meßmer, Christoph Alexander; Bett, Alexander J.; Heydarian, Maryamsadat; Chojniak, David; Kabakli, Özde Seyma; Tutsch, Leonard; Bivour, Martin; Siefer, Gerald; Schubert, Martin; Goldschmidt, Jan Christoph; Hermle, Martin; Glunz, Stefan; Schulze, Patricia
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2023 Resource-efficient generation of large-area micro and nanostructures
Bläsi, Benedikt; Müller, Martina; Rossmeier, Harald
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2023 Upscaling of Perovskite-Silicon Tandem Solar Cells
Schultz-Wittmann, Oliver; Hermle, Martin; Goraya, Baljeet Singh; Nold, Sebastian; Schulze, Patricia
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2023 Translation of Outdoor Tandem PV Module I-V Measurements to a STC Power Rating
Steiner, Marc; Siefer, Gerald
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2023 Mask and plate: a scalable front metallization with low-cost potential for III-V-based tandem solar cells enabling 31.6 % conversion efficiency
Schube, Jörg; Höhn, Oliver; Schygulla, Patrick; Müller, Ralph; Jahn, Mike; Mikolasch, Gabriele; Steiner, Marc; Predan, Felix; Bartsch, Jonas; Dimroth, Frank; Clement, Florian; Keding, Roman
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2023 Spectrometric Characterization of Monolithic Perovskite/Silicon Tandem Solar Cells
Bett, Alexander J.; Chojniak, David; Schachtner, Michael; Reichmuth, Kasimir; Kabakli, Özde Seyma; Schulze, Patricia; Fischer, Oliver; Schindler, Florian; Hohl-Ebinger, Jochen; Siefer, Gerald; Schubert, Martin
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2023 Understanding Contact Nonuniformities at Interfaces in Perovskite Silicon Tandem Solar Cells Using Luminescence Imaging, Lock-In Thermography, and 2D/3D Simulations
Fischer, Oliver; Fell, Andreas; Meßmer, Christoph Alexander; Efinger, Raphael; Schindler, Florian; Glunz, Stefan; Schubert, Martin
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2023 PV at Multi-Terawatt Scale: Waiting is not an Option
Philipps, Simon
Vortrag
Presentation
2023 Tuning Crystallization for Highly Efficient Perovskite Silicon Tandem Solar Cells
Mahmoud, Mohamed Abdelaziz Abdelnaby; Er-Raji, Oussama; Schulze, Patricia; Borchert, Anna Juliane; Bett, Andreas W.
Vortrag
Presentation
2023 Spectrometric Determination of Current Matching in Perovskite/Silicon Tandem Solar Cells
Bett, Alexander J.; Chojniak, David; Schachtner, Michael; Reichmuth, Kasimir; Schulze, Patricia; Kabakli, Özde Seyma; Heydarian, Minasadat; King, Hunter; Sittinger, Volker; Schindler, Florian; Goldschmidt, Jan Christoph; Hohl-Ebinger, Jochen; Siefer, Gerald; Bett, Andreas W.; Schubert, Martin
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2023 LED Solar Simulators - A Spectral Adjustment Procedure for Tandem Solar Cells
Chojniak, David; Bett, Alexander J.; Hohl-Ebinger, Jochen; Reichmuth, Kasimir; Schachtner, Michael; Siefer, Gerald
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2023 Monolithic Two-Terminal Perovskite/Perovskite/Silicon Triple-Junction Solar Cells with Open Circuit Voltage > 2.8 V
Heydarian, Maryamsadat; Heydarian, Minasadat; Bett, Alexander J.; Bivour, Martin; Schindler, Florian; Hermle, Martin; Schubert, Martin; Schulze, Patricia; Borchert, Anna Juliane; Glunz, Stefan
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2023 Structuring of perovskite-silicon tandem solar cells for reduced reflectance and thermalization losses
Callies, Adrian; Hanser, Mario; Goldschmidt, Jan Christoph; Bläsi, Benedikt; Höhn, Oliver
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2023 Photovoltaics on Earth vs. Space
Lackner, David; Philipps, Simon; Bett, Andreas W.
Vortrag
Presentation
2023 Roller Nanoimprinted Honeycomb Texture as an Efficient Antireflective Coating for Perovskite Solar Cells
Krajewski, Maciej; Callies, Adrian; Heydarian, Minasadat; Heydarian, Maryamsadat; Hanser, Mario; Schulze, Patricia; Bläsi, Benedikt; Höhn, Oliver
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2022 A novel recycling method for encapsulated perovskite mesoscopic photovoltaic devices with minimal performance loss
Bogachuk, Dmitry; Windt, Peter van der; Martineau, David; Narbey, Stephanie; Verma, Anand; Zouhair, Salma; Hinsch, Andreas; Kohlstädt, Markus; Wagner, Lukas
Vortrag
Presentation
2022 Impact of Lateral Effects on EQE Measurements of Large Scale Tandem Solar Cells
Reichmuth, Kasimir; Fell, Andreas; Siefer, Gerald; Schachtner, Michael; Chojniak, David; Fischer, Oliver; Mühleis, Matthias; Rauer, Michael; Hohl-Ebinger, Jochen; Schubert, Martin C.
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2022 The annual-hydrogen-yield-climatic-response ratio: evaluating the real-life performance of integrated solar water splitting devices
Köhlbach, Moritz; Höhn, Oliver; Rehfeld, Kira; Finkbeiner, Manuel; Barry, James; May, Matthias M.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2022 Monolithic 2-Terminal Perovskite Silicon Tandem Solar Cells
Schulze, Patricia; Kabakli, Özde Seyma; Meßmer, Christoph Alexander; Heydarian, Minasadat; Er-Raji, Oussama; Heydarian, Maryamsadat; Efinger, Raphael; Schultz-Wittmann, Oliver; Fischer, Oliver; Bett, Alexander J.; Tutsch, Leonard; Pingel, Sebastian; Schubert, Martin; Hatt, Thibaud; Erath, Denis; Bivour, Martin; Goldschmidt, Jan Christoph; Glunz, Stefan; Hermle, Martin
Vortrag
Presentation
2022 Light trapping gratings for solar cells: An analytical period optimization approach
Bläsi, Benedikt; Hanser, Mario; Jäger, Klaus; Höhn, Oliver
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2022 Tuning Perovskite Crystallization in the Hybrid Route
Mahmoud, Mohamed Abdelaziz Abdelnaby; Schulze, Patricia; Bett, Andreas W.; Er-Raji, Oussama
Vortrag
Presentation
2022 Plated Copper Electrodes for Two-Terminal Perovskite/Silicon Tandem Solar Cells
Hatt, Thibaud; Schulze, Patricia; Er-Raji, Oussama; Richter, Armin; Efinger, Raphael; Schultz-Wittmann, Oliver; Heydarian, Minasadat; Tutsch, Leonard; Goldschmidt, Jan Christoph; Glatthaar, Markus; Glunz, Stefan; Bartsch, Jonas
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2022 Impact of lateral effects on large scale perovskite/silicon tandem solar cell performance
Reichmuth, Kasimir
Vortrag
Presentation
2022 Nanopatterning of Perovskite Thin Films for Enhanced and Directional Light Emission
Muscarella, Loreta A.; Cordaro, Andrea; Krause, Georg; Pal, Debapriya; Grimaldi, Gianluca; Antony, Leo Sahaya Daphne; Langhorst, David; Callies, Adrian; Bläsi, Benedikt; Höhn, Oliver; Koenderink, A. Femius; Polman, Albert
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2022 Combining drift-diffusion and equivalent-circuit models for efficient 3D tandem solar cell simulations
Fell, Andreas; Schultz-Wittmann, Oliver; Meßmer, Christoph Alexander; Schubert, Martin; Glunz, Stefan
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2022 Spray pyrolysis of ZnO:In: Characterization of Growth Mechanism and Interface Analysis on p-type GaAs and n-type Si Semiconductor Materials
Heitmann, Ulrike; Westraadt, Johan; O'Connell, Jacques; Jakob, Leonie; Dimroth, Frank; Bartsch, Jonas; Janz, Stefan; Neethling, Jan
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2022 Complex refractive indices of Spiro-TTB and C60 for optical analysis of perovskite silicon tandem solar cells
Sittinger, Volker; Schulze, Patricia; Meßmer, Christoph Alexander; Pflug, Andreas; Goldschmidt, Jan Christoph
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2022 How to make perovskite photovoltaic devices stable under reverse bias
Bogachuk, Dmitry; Wagner, Lukas; Martineau, David; Zouhair, Salma; Hinsch, Andreas
Vortrag
Presentation
2022 Stable, cost-effective, sustainable and recyclable perovskite photovoltaics using carbon-based electrodes
Bogachuk, Dmitry; Wagner, Lukas; Windt, Peter Van Der; Martineau, David; Zouhair, Salma; Hinsch, Andreas
Vortrag
Presentation
2022 Hyperuniform Disordered Structures for Light Trapping in Silicon Based Tandem Solar Cells
Höhn, Oliver; Hauser, Hubert; Mühlbach, Kai; Bläsi, Benedikt
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2022 Calibration of metastable tandem solar cells
Hohl-Ebinger, Jochen; Reichmuth, Kasimir; Chojniak, David; Rauer, Michael; Schachtner, Michael; Siefer, Gerald
Vortrag
Presentation
2022 Upscaling of Perovskite-Silicon Tandem Solar Cells
Schultz-Wittmann, Oliver; Schulze, Patricia; Er-Raji, Oussama; Efinger, Raphael; Kabakli, Özde Seyma; Heydarian, Maryamsadat; Mc Mullin, Kaitlyn; Fischer, Oliver; Bett, Alexander J.; Erath, Denis; Pingel, Sebastian; Heitmann, Ulrike; Kiaee, Zohreh; Kohlstädt, Markus; Kore, Bhushan; Nagel, Henning; Schubert, Martin; Bivour, Martin; Goldschmidt, Jan Christoph; Borchert, Anna Juliane; Hermle, Martin; Glunz, Stefan
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2022 TCO and Grid Electrodes for Perovskite-Silicon Tandem Solar Cells: Basic Considerations and Upscaling Aspects
Messmer, Christoph; Tutsch, Leonard; Pingel, Sebastian; Schön, Jonas; Fell, Andreas; Goldschmidt, Jan Christoph; Goraya, Baljeet Singh; Clement, Florian; Lorenz, Andreas; Nold, Sebastian; Bivour, Martin; Hermle, Martin
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2022 Light Trapping Gratings for Solar Cells: An Analytical Approach to Find the Best Periods
Bläsi, Benedikt; Hanser, Mario; Jäger, Klaus; Höhn, Oliver
Vortrag
Presentation
2022 Two-terminal III-V//Si triple-junction solar cell with power conversion efficiency of 35.9 % at AM1.5g
Schygulla, Patrick; Müller, Ralph; Lackner, David; Höhn, Oliver; Hauser, Hubert; Bläsi, Benedikt; Predan, Felix; Benick, Jan; Hermle, Martin; Glunz, Stefan W.; Dimroth, Frank
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2022 Monolithic 2-Terminal Perovskite Silicon Tandem Solar Cells
Schulze, Patricia; Kabakli, Özde Seyma; McMullin, Kaitlyn; Heydarian, Minasadat; Er-Raji, Oussama; Heydarian, Maryamsadat; Efinger, Raphael; Schultz-Wittmann, Oliver; Meßmer, Christoph Alexander; Bett, Alexander J.; Fischer, Oliver; Tutsch, Leonard; Erath, Denis; Pingel, Sebastian; Hatt, Thibaud; Schubert, Martin; Bivour, Martin; Goldschmidt, Jan Christoph; Hermle, Martin; Glunz, Stefan
Vortrag
Presentation
2022 Monolithic 2-Terminal Perovskite Silicon Tandem Solar Cells
Schulze, Patricia; Kabakli, Özde Seyma; Bivour, Martin; Heydarian, Minasadat; Er-Raji, Oussama; Heydarian, Maryamsadat; Efinger, Raphael; Schultz-Wittmann, Oliver; Meßmer, Christoph Alexander; Bett, Alexander J.; Fischer, Oliver; Tutsch, Leonard; Erath, Denis; Pingel, Sebastian; Hatt, Thibaud; Schubert, Martin; Goldschmidt, Jan Christoph; Hermle, Martin; Glunz, Stefan
Vortrag
Presentation
2022 Plated Copper Electrodes for Two-Terminal Perovskite Silicon Tandem Solar Cells
Hatt, Thibaud; Schulze, Patricia; Er-Raji, Oussama; Richter, Armin; Schultz-Wittmann, Oliver; Efinger, Raphael; Tutsch, Leonard; Kabakli, Özde Seyma; Goldschmidt, Jan Christoph; Kluska, Sven; Glatthaar, Markus; Bartsch, Jonas; Glunz, Stefan
Vortrag
Presentation
2022 PV Research in 2022: State of the Art and New Directions
Glunz, Stefan
Vortrag
Presentation
2022 Spectrometric Determination of Current Matching in Perovskite/Silicon Tandem Solar Cells
Bett, Alexander J.; Chojniak, David; Schachtner, Michael; Reichmuth, Kasimir; Schulze, Patricia; Kabakli, Özde Seyma; Schindler, Florian; Heydarian, Maryamsadat; King, Hunter; Sittinger, Volker; Goldschmidt, Jan Christoph; Hohl-Ebinger, Jochen; Siefer, Gerald; Bett, Andreas W.; Schubert, Martin
Vortrag
Presentation
2022 Photonic Thin Film Annealing Processes for Solar Cells
Münzer, Anna
Vortrag
Presentation
2022 Efficient Charge Carrier Extraction in Perovskite-Silicon Tandem Solar Cells Investigated by Numerical Simulation
Meßmer, Christoph Alexander; Schön, Jonas; Würfel, Uli; Schulze, Patricia; Schubert, Martin; Bivour, Martin; Glunz, Stefan; Hermle, Martin
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2021 Challenges in the Fabrication of a Glued III-V on Si Tandem Solar Cell Using a ZnO-Based TCA
Heitmann, Ulrike; Bartsch, Jonas; Kluska, Sven; Huschmand Nia, Nima; Wulf, Jana; Lackner, David; Dimroth, Frank; Janz, Stefan
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2021 High-Efficiency Monolithic Photosupercapacitors: Smart Integration of a Perovskite Solar Cell with a Mesoporous Carbon Double-Layer Capacitor
Berestok, Taisiia; Diestel, Christian; Ortlieb, Niklas; Büttner, Jan; Matthews, Joel; Schulze, Patricia S. C.; Goldschmidt, Jan Christoph; Glunz, Stefan W.; Fischer, Anna
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2021 Energy Yield and Performance Ratio of III-V on Silicon Dual Junction Solar Cells in Different Climate Zones
Höhn, Oliver; Hanser, Mario; Steiner, Marc; Lorenz, Elke; Bläsi, Benedikt; Glunz, Stefan; Dimroth, Frank
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2021 Monolithic 2-terminal perovskite silicon tandem solar cells
Schulze, Patricia; Kabakli, Özde Seyma; Bett, Alexander J.; Bivour, Martin; Efinger, Raphael; Fett, Bastian; Hähnel, Angelika; Hagendorf, Christian; Herbig, Bettina; Heydarian, Maryamsadat; Heydarian, Minasadat; King, Hunter; Lange, Stefan; Luderer, Christoph; Meßmer, Christoph Alexander; Naumann, Volker; Penn, Michaela; Romero Sierra, Camila A.; Schubert, Martin; Sittinger, Volker; Tutsch, Leonard; Hermle, Martin; Glunz, Stefan W.; Bett, Andreas W.; Goldschmidt, Jan Christoph
Konferenzbeitrag
Conference Paper
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