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Solarzellen mit 25 % Wirkungsgrad: Tandemtechnik vom KIT

Perowskiten oder "Tandem-Solarzellen" sind auch für den Einsatz an Fahrzeugen denkbar.
© Foto: iStock/xijian & Marco A. Ruiz-Preciado, KIT

Solarzellen mit dem bislang höchsten Wirkungsgrad von 25 Prozent herzustellen, ist Forschern vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) in Zusammenarbeit mit Kollegen im EU-Projekt PERCISTAND gelungen. Der Einsatz dieser „Tandem-Solarzellen“ ist auch in Fahrzeugen, tragbaren elektronischen Geräten und falt- oder rollbaren Vorrichtungen vorstellbar. Die Forschungsarbeit wurde in der Zeitschrift ACS Energy Letters veröffentlicht.


Datum:
15.06.2022
Autor:
Judith Böhnke
Lesezeit: 
2 min
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Die neu entwickelten Solarzellen haben bereits 10 Jahre Fortschritt hinter sich und konnten es in Sachen Wirkungsgrad schon früher mit den etablierten her Silizium-Solarzellen aufnehmen. Die „Perowskiten“ – wie die Tandem-Solarzellen auch genannt werden – basieren allerdings auf anderen Materialien mit einer speziellen Kristallstruktur. Forscher weltweit arbeiten derzeit daran, die Perowskit-Photovoltaik für die praktische Anwendung einsatzfähig zu machen. Für Endverbraucher sind Solarzellen umso attraktiver, je mehr Strom pro Flächeneinheit sie erzeugen. 

Das wird bei den Perowskiten dadurch erreicht, dass zwei oder mehr Solarzellen gestapelt werden – daher die Bezeichnung „Tandem-Solarzellen“. Wenn jede Solarzelle besonders effizient einen anderen Teil des Sonnenlichtspektrums absorbiert, lassen sich Verluste reduzieren und der Wirkungsgrad steigt. Der Wirkungsgrad gibt an, wie groß der Teil des einfallenden Lichtes in Strom umgewandelt wird. Perowskit-Solarzellen eignen sich dank ihrer Vielseitigkeit hervorragend als Bestandteil solcher Tandems. Tandem-Solarzellen aus Perowskiten und Silizium haben sogar bereits einen Rekordwirkungsgrad von über 29 Prozent erreicht.

Mit Tandem-Solarzellen mobil und felxibel

Die Technologie der Perowskiten ermöglicht flexible und leichte Tandem-Solarzellen, die sich nicht nur an Gebäuden, sondern auch an Fahrzeugen und tragbaren Geräten anbringen lassen. Solche Solarzellen könnten sogar zur Aufbewahrung gefaltet oder gerollt und bei Bedarf ausgefahren werden, beispielsweise auf Jalousien oder Markisen, die vor Sonne schützen und gleichzeitig Strom erzeugen. 

„Unsere Studie demonstriert das Leistungspotenzial von Perowskit/CIS-Tandem-Solarzellen und definiert die Basis für zukünftige Entwicklungen, die den Wirkungsgrad weiter verbessern können“, so Professor Ulrich W. Paetzold, einer der Leiter des Projekts. „Erreicht haben wir diesen Meilenstein dank der hervorragenden Zusammenarbeit im EU-Projekt PERCISTAND und besonders dank der engen Kooperation mit der Netherlands Organisation for Applied Scientific Research.“ Wichtige Vorarbeiten gelangen zudem im nationalen Projekt CAPITANO, gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK). 

Studie im Original

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