News #30

Skalierbare Perowskit-Silizium-Solarzelle mit 31,6 Prozent Wirkungsgrad entwickelt

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE gelang die Herstellung einer Perowskit-Silizium-Tandemsolarzelle mit 31,6 Prozent Wirkungsgrad. Das besondere an der 1 Quadratzentimeter großen Solarzelle: Die Perowskit-Schicht der Topzelle wurde auf einer industriell texturierten Silizium-Heterojunction-Solarzelle mittels hybrider Herstellungsroute abgeschieden. Die Verwendung von Standard-Siliziumsolarzellen und die gleichmäßige Beschichtung derer Textur mit der Perowskit Topzelle sind wichtige Voraussetzungen für eine industrielle Herstellung von Tandemsolarzellen.

© Fraunhofer ISE
Rasterelektronenmikroskop (REM)-Aufnahme der optimierten Perowskit-Silizium-Solarzelle.

Industrielle Silizium-Solarzellen haben auf ihrer Oberfläche eine Textur aus Mikrometer großen Pyramiden, um mehr Licht in die Solarzelle zu leiten und Reflexionsverluste zu reduzieren. Diesen Industriestandard als Grundlage für Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen zu verwenden, führt zu höheren Energieerträgen und erleichtert die Integration des neuen Zelltyps in etablierte Herstellungsprozesse.

»Die pyramidenförmige Oberfläche der Silizium-Solarzellen ist allerdings eine Herausforderung für die zweite Teilzelle des Tandems«, erklärt Dr. Juliane Borchert, Gruppenleiterin Perowskitmaterialien und Grenzflächen am Fraunhofer ISE. »Um die Perowskit-Schicht gleichmäßig auf solch einer Oberflächenstruktur auftragen zu können, braucht es eine spezielle Methode. Wir arbeiten hier an einem kombinierten hybriden Prozess aus Aufdampfen und nasschemischer Abscheidung«.

© Fraunhofer ISE
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer ISE gelang die Herstellung einer Perowskit-Silizium Tandemsolarzelle mit 31,6 Prozent Wirkungsgrad auf 1 Quadratzentimeter. Dafür nutzten sie eine Standard-Siliziumsolarzelle, wie sie aktuell in der Industrie genutzt werden.

In die so am Fraunhofer ISE hergestellten Tandem-Solarzelle flossen Ergebnisse aus den Forschungsprojekten »PrEsto« und »MaNiTU« sowie einem intensiven Austausch mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der König-Abdullah-Universität für Wissenschaft und Technologie (KAUST) ein. Der Wirkungsgrad von 31,6 Prozent wurde durch das CalLab des Fraunhofer ISE zertifiziert und ist der bisher höchste Wert für eine Perowskit-Silizium-Solarzelle bestehend aus einer industriell texturierten Silizium-Solarzelle und der Verwendung der hybriden Abscheideroute für die Perowskit-Schicht.

»Für diesen Wert haben wir uns auf die Perowskit-Oberzelle konzentriert und insbesondere die Passivierung zwischen der Perowskit-Schicht und der Elektronenleitungsschicht optimiert«, ergänzt Juliane Borchert, »Wir rechnen damit, dass durch Verbesserung an der Silizium-Unterzelle weitere Effizienz-Steigerungen möglich sind.«

Letzte Änderung: