+ Stabilität und Lebensdauer der Tandem-Solarzellen und Module
Leistungsgarantien von über 80 % der Ursprungsleistung nach mehr als 25 Jahren sind Voraussetzung für ein marktfähiges Produkt, dass kostengünstigen und nachhaltigen PV-Strom garantiert. Neben der Materialstabilität der eigentlichen Solarzellen sind vor allem die Verschaltungs- und Einkapselungsprozesse entscheidenden Faktoren für ein langlebiges Produkt. Bei Perowskit- basierten Tandemsolarzellen sind aktuell noch materialspezifische Entwicklungen notwendig, um Degradation in der Zelle zu verhindern. Bei der Modulherstellung ist vor allem der Einkapselungsprozess entscheidend, da Perowskit-Materialien besonders empfindlich gegenüber Feuchtigkeit, hohen Temperaturen und mechanischen Belastungen sind.
+ Skalierbare und kostengünstige Produktionsverfahren
Für den Transfer von Laborzellen mit Rekordwirkungsgraden ins industrielle Umfeld sind kosteneffiziente Lösungen für die Produktionstechnologien entscheidend. Dafür evaluieren Forscherinnen und Forscher bestehende Prozesse und Anlagen aus der etablierten Silizium PV-Fertigung hinsichtlich ihrer Eignung für die Tandem Photovoltaik. Für die III/V basierten Tandemsolarzellen sind insbesondere die Entwicklung schneller Epitaxie-Prozesse sowie die Integration der Zellen in konzentrierende Module und Systeme der Schlüssel zur Marktreife. Nachhaltige Aspekte wie die Einsparung von Energie und Material spielen dabei ebenfalls eine Rolle.
+ Präzise Leistungsmessung und Analyse von Zellen und Modulen
Tandemsolarzellen und Module sind deutlich komplexer als Einfachsolarzellen aus Silizium. Das gilt nicht nur für die Herstellung, sondern auch für die Analyse und Leistungsbestimmung. Durch die Verbindung mehrere Teilzellen müssen neue Charakterisierungsverfahren entwickelt werden, welche die Untersuchung der einzelnen Teilzellen erlaubt. Bildgebende Methoden, die eine Bewertung der einzelnen Schichten und Grenzflächen erlauben, sind für die Skalierung auf industrielle Wafergrößen notwendig, um schnelle Lernzyklen in der Entwicklung realisieren zu können. Auch die Leistungsmessung muss präzise und schnell sein, da in der industriellen Fertigung Taktzeiten von unter einer Sekunde erforderlich sind. Nur mit einer exakten Leistungsbestimmung von Zelle und Modul sind präzise Ertragsprogosen für die Nutzung in integrierten Anwendungen aber auch in großen Kraftwerken möglich.