Neuer Rekord: Forscher erreichen fast 30 Prozent Effizienz bei Perowskit-Solarmodulen

Silizium ist seit langer Zeit der Standard bei Solarzellen. Allerdings hat das Material langsam seine Grenzen erreicht. Eine Alternative sind Solarzellen auf der Basis von Perowskit. Das Material gilt als Hoffnung der Solarforschung. Forscher des Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) haben nun einen neuen Effizienzrekord erreicht: Ihre Perowskit-Solarmodule verwerten etwa 30 Prozent der Energie des Sonnenlichts zu elektrischem Strom.

Kalte Sonne — Foto: Cold Sun, Mark Vegas, Flickr, CC BY-SA 2.0

Perowskit als Partner von Silizium

Perowskit spielt bei der Entwicklung von Solarzellen etwa seit 10 Jahren eine Rolle. Und seit genauso langer Zeit knackt das Material immer wieder die Effizienz-Rekorde – vor allem wenn es in Tandemzellen mit Silizium gepaart wird. Vor fünf Jahren konnten Silizium/Perowskit-Solarzellen 13,7 Prozent der im Sonnenlicht enthaltenen Energie verwerten. Vor zwei Jahren waren es bereits 25,2 Prozent. Anfang des Jahres erreichten Forscher den Wert von 29,15 Prozent.

Ein Team des Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) konnte diesen Wert nun auf 29,15 Prozent steigern und ist damit nicht mehr weit von den 30 Prozent entfernt, die als Meilenstein gelten. Die Effizienz von Silizium oder Perowskit alleine erreicht ungefähr 20 Prozent. Beide Materialien ergänzen sich allerdings gut, da sie unterschiedliche Wellenlängen des Lichts absorbieren. Silizium konzentriert sich vor allem auf den roten und infraroten Bereich, während es bei Perwoskit eher der blaue und grüne Bereich ist.

Neuer Rekord bereits zertifiziert

Für ihre Solarmodule haben die Forscher ein Perowskit-Kompositmaterial verwendet, dass sie mit einem neu entwickelten Material ergänzt haben, das es den Elektronen ermöglicht, effizienter durch die Elektrode zu fließen. „Wir haben für die Rekordzelle in Zusammenarbeit mit der Gruppe von Prof. Vytautas Getautis (Kaunas University of Technology) eine spezielle neue Kontaktschicht entwickelt und eine weitere Zwischenschicht optimiert“, so Eike Köhnen und Amran Al-Ashouri, die an der Studie beteiligt waren.

Bisher wurde von der neuen Solarzelle nur ein etwa ein Quadratzentimeter großer Prototyp getestet. Die Forscher gehen allerdings davon aus, die Zellen problemlos hochskalieren zu können.

Der Effizienzrekord wurde vom Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) zertifiziert und in der NREL-Tabelle gelistet, die den Fortschritt in der Solarzellentechnologie seit 1976 dokumentiert.

via Helmholtz Zentrum Berlin