Weltrekord-Solarzelle mit 44,7 Prozent Wirkungsgrad
Weltrekordsolarzelle mit 44,7 Prozent Wirkungsgrad, bestehend aus vier Teilsolarzellen auf Basis von III-V Halbleitern, für die Anwendung in der Konzentrator-Photovoltaik. ©Fraunhofer ISE
Mit einem Solarzellen-Wirkungsgrad von 44,7 Prozent erzielten Forscher um Dr. Frank Dimroth am Fraunhofer ISE in Freiburg einen neuen Weltrekord für die Umwandlung von Sonnenlicht in elektrischen Strom. Dabei handelt es sich um eine Mehrfachsolarzelle aus vier Teilsolarzellen, für die mit einem neuen Verfahren zwei Halbleiterkristalle miteinander verbunden wurden, außerdem setzten sie optische Komponenten ein, um das Sonnenlicht auf die Zelle zu konzentrieren (Konzentrator-Photovoltaik). Ein Teil der Struktur wurde am Helmholtz Zentrum Berlin (HZB) in der Arbeitsgruppe um Prof. Thomas Hannappel, heute TU Ilmenau, entwickelt. Die Gruppe hat sich dabei vor allem um die Präparation besonders kritischer Grenzflächen gekümmert. Insbesondere galt es, die Entstehung von unerwünschten Grenzflächendefekten zu vermeiden. Auch SOITEC und CEA-Leti haben zu diesem Erfolg beigetragen.
Der Weltrekordwert von 44,7 % wurde bei einer Konzentration von 297 Sonnen gemessen. Der Einsatz von Konzentrator-Photovoltaik könnte in sonnenreichen Regionen der Erde die Effizienz von PV-Solarkraftwerken verdoppeln.
Weitere Informationen:
www.ise.fraunhofer.de
- CIGS-Perowskit-Tandemzelle erreicht Rekordwirkungsgrad von 25,5 %Ein Berliner Team aus Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) und Center for the Science of Materials Berlin (CSMB) an der Humboldt-Universität zu Berlin hat einen neuen Rekord für eine Tandemsolarzelle aufgestellt. Durch die Kombination einer CIGS-Halbleiterschicht mit Perowskit gelang es ihnen, 25,5 % des Sonnenlichts in elektrische Energie umzuwandeln. Der bisherige Rekord für diese Materialkombination und diese Zellgröße lag bei 24,6 %. Der neue Rekord wurde zertifiziert und ist in den Solar Cell Efficiency Tables (den „Green Tables“) zu finden, die als Nachschlagewerk für die weltweite Photovoltaik-Gemeinschaft gelten.
- Unordnung erzeugt neue Eigenschaften in VerbindungshalbleiternEin internationales Forschungsteam hat gezeigt, dass intrinsische Unordnung im Verbindungshalbleiter CuInSnS₄ genutzt werden kann, um dessen optische Eigenschaften zu beeinflussen. Optische Anregungen (Exzitonen) reagieren empfindlich auf die lokale Anordnung der Atome. Dabei zeigen sie überraschenderweise eine richtungsabhängige Reaktion, obwohl die durchschnittliche Kristallstruktur kubisch ist. Diese Erkenntnisse werfen ein neues Licht auf den Zusammenhang zwischen Unordnung und Materialeigenschaften und eröffnen neue Möglichkeiten für ein gezieltes „Unordnungs-Engineering“ in optoelektronischen und photokatalytischen Bauelementen.
- Perowskit-Solarzellen: Prognosen zur LangzeitstabilitätZuverlässige Aussagen über die Langzeitstabilität von Perowskit-Solarzellen sind nach wie vor schwierig. Welche Verfahren zur Prognostik von Langzeitstabilität aussagekräftig sind, und wo noch Forschungsbedarf besteht, zeigt nun eine neue Studie aus dem Team um Dr. Carolin Ulbrich im renommierten Fachjournal Joule.