Perowskit/Silizium-Tandemzellen auf dem Weg in die Massenproduktion
Die am HZB betriebene Clusteranlage ermöglicht es, großflächige Perowskit/Silizium-Tandemsolarzellen herzustellen. Die Anlage ist weltweit einzigartig und trägt dazu bei, neue industrienahe Prozesse, Materialien und Solarzellen zu entwickeln. © B. Stannowski / HZB
Um Tandem-Solarzellen vom Labormaßstab in die Produktion zu überführen kooperiert das HZB mit dem Solarmodulhersteller Meyer Burger, der große Expertise in der Heterojunction-Technologie (HJT) für Silizium-Module besitzt. Im Rahmen dieser Kooperation sollen serienreife Silizium-Bottom-Zellen auf Basis der Heterojunction-Technologie mit einer Top-Zelle auf Basis der Perowskit-Technologie kombiniert werden.
Meyer Burger ist ein Hersteller von qualitativ hochwertigen Solarmodulen auf Basis der Silizium-Heterojunction-Technologie (HJT). Das Forschungs- und Entwicklungsteam von Meyer Burger hat bereits in den vergangenen Jahren gemeinsam mit dem Team von Bernd Stannowski am Helmholtz-Zentrum Berlin HJT- Zellen entwickelt.
Das HZB besitzt große Expertise im Bereich Perowskit-Solarzellen. In der jüngsten Zeit wurden, maßgeblich durch die Arbeiten der Gruppe um Steve Albrecht, Labor-Tandemsolarzellen, die Heterojunction und Perowskit kombinieren, mit Rekordwirkungsgrade von über 31 Prozent erzielt. Allerdings haben solche Rekord-Tandemzellen nur die laborüblichen Flächen von 1 cm² und werden zum Teil mit Prozessen hergestellt, die nicht skalierbar sind.
„Wir freuen uns daher, dass wir mit Meyer Burger kooperieren, um diese fantastische Technologie in die Anwendung zu überführen“, sagt Bernd Stannowski, der die Kooperation am HZB leitet. Dabei kommt auch eine neue Clusteranlage (KOALA) zum Einsatz. Diese weltweit einzigartige Anlage, gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) und dem Forschungsministerium (BMBF), ermöglicht es, auf Industrie üblichen großen Wafern Perowskit/Silizium-Tandemsolarzellen im Vakuum herzustellen.
„Meyer Burger fertigt in Europa und schafft dadurch hochwertige Arbeitsplätze. Dabei verwertet das Unternehmen Technologien, die in Europa entwickelt wurden“, sagt Rutger Schlatmann, Direktor des Kompetenzzentrum Photovoltaik Berlin (PVcomB) am HZB. Der neue Kooperationsvertrag ist auf drei Jahre angelegt.
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- Langzeittest zeigt: Effizienz von Perowskit-Zellen schwankt mit der JahreszeitAuf dem Dach eines Forschungsgebäudes am Campus Adlershof läuft ein einzigartiger Langzeitversuch: Die unterschiedlichsten Solarzellen sind dort über Jahre Wind und Wetter ausgesetzt und werden dabei vermessen. Darunter sind auch Perowskit-Solarzellen. Sie zeichnen sich durch hohe Effizienz zu geringen Herstellungskosten aus. Das Team um Dr. Carolin Ulbrich und Dr. Mark Khenkin hat Messdaten aus vier Jahren ausgewertet und in der Fachzeitschrift Advanced Energy Materials vorgestellt. Dies ist die bislang längste Messreihe zu Perowskit-Zellen im Außeneinsatz. Eine Erkenntnis: Standard-Perowskit-Solarzellen funktionieren während der Sommersaison auch über mehrere Jahre sehr gut, lassen jedoch in der dunkleren Jahreszeit etwas nach. Die Arbeit ist ein wichtiger Beitrag, um das Verhalten von Perowskit-Solarzellen unter realen Bedingungen zu verstehen.
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