Im Rahmen des vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) geförderten Projekts PersiST konnte das Fraunhofer ISE über 25 % Wirkungsgrad für eine Perowskit-Silicium-Tandemsolarzelle erreichen. Bei der Siliciumsolarzelle handelte es sich um eine a-Si/c-Si Heterojunction-Solarzelle, die auf der Rückseite texturiert war. Eine Schicht aus Indium-dotierten Zinnoxid (ITO) diente als elektrische Verbindung zur Perowskitsolarzelle. Auf dieser wurde eine sehr dünne Schicht eines organischen Lochleiters abgeschieden, gefolgt vom Perowskitabsorber. Mit der Absorberverbindung FA0,75Cs0,25Pb(I0,8Br0,2)3 konnten wir eine optimale Bandlücke von 1.68 eV und eine hohe Stabilität erreichen. Als Elektronenkontakt fungierte eine Schicht aufgedampftes C60, gefolgt von SnOx und einer weiteren ITO-Schicht (siehe Abbildung/Photo).
Im Fraunhofer Leitprojekt »MaNiTU« entwickeln wir diese Technologie nun mit dem Ziel noch höherer Wirkungsgrade weiter. Außerdem forschen wir an bleifreien Alternativen für den Absorber. Unter der Voraussetzung, dass es gelingt, hohe Wirkungsgrade von 28 % und eine Lebensdauer der Tandemzellen von mindestens 23 Jahren zu erreichen, lassen erste Analysen zum Lebensdauerzyklus bereits zum jetzigen Zeitpunkt einen großen ökologischen Mehrwert erkennen. Dies ist unter anderem darauf zurückzuführen, dass die Schichten der Perowskitsolarzelle sehr dünn sind und durch den höheren Wirkungsgrad der CO2-Fußabdruck zur Erzeugung einer Kilowattstunde Strom deutlich sinkt.