Silizium-Heterojunction-Solarzelle erzielt 23,1 Prozent Wirkungsgrad
Silizium-Heterojunction-Solarzelle, entwickelt vom PVcomB.
Forschende am Kompetenzzentrum Dünnschicht- und Nanotechnologie für Photovoltaik Berlin (PVcomB) haben Silizium-Heterojunction (SHJ)-Solarzellen mit einem zertifizierten Wirkungsgrad von über 23 Prozent (auf 4 cm² Zellfläche) entwickelt. Dieses Ergebnis präsentierte Dr. Anna Morales vom PVcomB auf der Photovoltaik-Weltkonferenz (WCPEC-7) im Juni 2018 in Hawaii.
Als Kontaktmaterial (TCO) verwendete das Team sowohl Zinkoxid (23.0 Prozent) als auch Indiumoxid (23.1 Prozent), wobei Zinkoxid kostengünstiger und deutlich verfügbarer als das übliche Indiumoxid ist. Gemessen wurden die Werte am unabhängigen, akkreditierten Prüflabor CalTeC am Institut für Solarenergieforschung (ISFH).
Die SHJ-Solarzelle verbindet die Vorteile kristalliner Silizium-Solarzellen mit denen von Dünnschichttechnologien. Die Solarzellen erzielen höhere Wirkungsgrade bei gleichzeitig geringeren Produktionskosten.
Das PVcomB am HZB entwickelt Silizium-Heterojunction-Solarzellen mit verschiedenen Industriepartnern, um Materialien und Prozesse zu verbessern, die industriell einsetzbar sind. Die hohen Wirkungsgrade hat das Team vor allem durch Optimierung der TCO-Kontakte sowie der Silizium-Passivierungsschichten des industriellen Baseline-Prozesses am PVcomB erzielt.
Rekordwerte am PVcomB und HySPRINT
Kürzlich erreichten Tandemsolarzellen aus einer Silizium-Heterojunction-Solarzelle als Bottomzelle und einer Perowskit-Zelle als Topzelle zertifizierte Rekordwerte von über 25 Prozent (siehe Pressemeldung vom 14.6.2018). Die Perowskit-Solarzelle wurde in Kooperation mit dem Helmholtz Innovation Lab HySPRINT hergestellt.
Diese Ergebnisse belegt die führende Rolle des HZB in Europa und weltweit bei diesen Technologien.
- Grüner Wasserstoff: Ultradünne Nickeloxidschichten erweisen sich als überlegenUltradünne Nickeloxid-Beschichtungen können die Leistung von Wasserelektrolyseuren mit Anionenaustauschmembran (AEM) deutlich verbessern. Dies hat ein Team um Dr. Michelle Browne nachgewiesen: Eine nur 10 Nanometer dicke Nickeloxidschicht übertrifft dabei die Leistung von herkömmlichen Nickeloxid-Pulverelektroden, benötigt dabei jedoch weniger als 1 % des Katalysatormaterials. Die Studie ist im „Journal of Materials Chemistry A“ veröffentlicht.
- 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.
- Hatice Mutlu an das Helmholtz-Institut HIPOLE in Jena berufenProf. Dr. Hatice Mutlu ist neue Professorin für Nachhaltige Polymerchemie am HIPOLE Jena, dem Helmholtz-Institut für Polymere in Energieanwendungen. Am 17. August 2026 besuchte sie den HZB-Campus in Berlin-Adlershof, besichtigte die Röntgenquelle BESSY II und tauschte sich mit Forschenden und der Geschäftsführung über die künftige Zusammenarbeit aus.