Wirkungsgrad von 25,2 % für Perowskit-Silizium-Tandem-Solarzelle zertifiziert
Perowskit-basierte Tandem-Solarzellen erreichen nun Wirkungsgrade über 25%. © HZB
Eine 1 cm2 Perowskit-Silizium-Tandem-Solarzelle erreicht einen Wirkungsgrad von 25,2%. Diese Neuigkeit wurde diese Woche auf einer Fachkonferenz in Hawaii, USA, vorgestellt. Die Zelle wurde gemeinsam vom HZB, der Universität Oxford und Oxford PV - The Perovskite CompanyTM entwickelt. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat den Wirkungsgrad zertifiziert.
„Perowskit-basierte Tandem-Solarzellen können das Licht besonders effizient nutzen und bieten daher die Chance, noch höhere Wirkungsgrade zu erreichen. Deshalb haben wir mit dem neuen Helmholtz-Innovationslabor HySPRINT unsere Expertise deutlich erweitert", sagt Prof. Dr. Rutger Schlatmann, Direktor des Kompetenzzentrums Dünnschicht- und Nanotechnologie für Photovoltaik Berlin (PVcomB) am HZB. „In der Zusammenarbeit mit Oxford PV geht es uns darum, die Perowskit-Silizium-Tandemzellen weiter zu optimieren, ihre Aufskalierbarkeit zu demonstrieren und die Integration in großflächige Solarmodule zu erleichtern. Für dieses neue Ergebnis haben wir unsere high-efficiency Silizium-Heterojunction-Bottomzelle optimiert und eine optische Anpassung zu der Topzelle entwickelt mittels einer ganz spezifischen SiOx Zwischenschicht".
Auf der Internationalen Konferenz zu Photovoltaik (World Conference on Photovoltaic Energy Conversion, WCPEC-7) in Waikoloa, Hawaii, waren Tandem-Solarzellen mit Perowskit-Schichten ein wichtiges Thema: Zwei Rekord-Zellen wurden vorgestellt, die jeweils einen zertifzierten Wirkungsgrad von 25,2% erreichten. Eine dieser Rekord-Tandemzellen kommt von dem Team um Prof. Dr. Christophe Ballif von der Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL/CSEM), während die andere Rekord-Tandem-Solarzelle gemeinsam von dem Konsortium aus HZB, Oxford PV und der Universität Oxford entwickelt wurde. Diese Zelle stellte der HZB-Wissenschaftler Dr. Bernd Stannowski vor. Die dritte hocheffiziente Tandemzelle mit einer Perowskitschicht erreicht eine zertifizierte Effizienz von 25,0 % und wurde von einem HZB-Team um Dr. Steve Albrecht entwickelt.
Seit seiner Gründung im Jahr 2010 arbeitet das Unternehmen Oxford PV eng mit der Forschungsgruppe von Prof. Dr. Henry Snaith an der Universität Oxford zusammen. Im Januar 2018 gab Oxford PV seine Zusammenarbeit mit dem HZB, dem führenden deutschen Forschungszentrum für Energiematerialforschung, bekannt.
Hier finden Sie die Presseinfo von Oxford PV
Informationen zum PVcomB am HZB
Informationen zu HySPRINT am HZB
Informationen zur Arbeitsgruppe Photovoltaik und Optoelektronik an der Universität Oxford
- Neue Methode zeigt, wie molekulare Schalter von ihren Nachbarn beeinflusst werdenForschende der Friedrich-Schiller-Universität Jena und des Helmholtz-Zentrums Berlin (HZB) können erstmals direkt erkennen, wie die Umgebung eines molekularen Schalters dessen elektronische Struktur beeinflusst. Molekulare Schalter sind Moleküle, die sich durch äußere Einflüsse wie Temperaturänderungen zwischen zwei Zuständen umschalten lassen – ähnlich einem Schalter mit den Positionen „An“ und „Aus“. Solche Moleküle werden als mögliche Bausteine für künftige Datenspeicher oder Sensormaterialien erforscht. Mit Hilfe der magnetischen Terahertz-Spektroskopie an BESSY II konnten die Forschenden nun erstmals unterscheiden, ob benachbarte Moleküle in einem Material gleich oder anders geschaltet sind. Die Ergebnisse sind in der Zeitschrift „Angewandte Chemie International Edition“ erschienen.
- 3D-Magnetfeld-Experiment an BESSY II bringt Spintronik voran(Fe0.63Ni0.3Pd0.07)3P oder kurz FNPP ist ein magnetisches Material, das auch schon bei Raumtemperatur komplexe magnetische Strukturen zeigt. Das macht das Material für die Spintronik interessant, die Datenverarbeitung mit deutlich weniger Energieeinsatz ermöglichen würde, zum Beispiel neuartige Datenspeicher. Allerdings müsste es dafür gelingen, die gewünschten Strukturen kontrolliert zu erzeugen und zu verändern, und das ist bisher noch eine Herausforderung. Eine neue Studie unter Federführung des HZB ist hier nun einen Schritt vorangekommen. Mit einem weltweit einzigartigen Instrument, dem VEKMAG an BESSY II, zeigten sie, dass ein sehr kleines äußeres Magnetfeld in der Ebene der Strukturen ausreicht, um diese zu verändern.
- BESSY II: Aufgedampfte Perowskit-Schichten in Tandem-Solarzellen verbessertPerowskit-Silizium-Tandem-Solarzellen erzielen deutlich höhere Wirkungsgrade als reine Silizium-Solarzellen. Ein besonders attraktives Verfahren, um diese Tandem-Solarzellen zu produzieren, ist die Co-Verdampfung der Perowskit-Vorläufermoleküle auf die Silizium-Teilzelle. Ein Team am HZB hat nun das Schichtwachstum auf Nanometerskala an BESSY II analysiert und einen neuen Weg gefunden, die Qualität der Perowskit-Schicht zu verbessern: Das Einbringen einer dünnen Keimschicht aus Cäsiumchlorid zwischen die beiden Teilzellen fördert ein gleichmäßiges Perowskit-Wachstum und unterdrückt die Bildung von unerwünschtem Bleijodid an der Grenzfläche.