Solarenergie: Neu entwickelte Tandemsolarzelle erreicht einen Wirkungsgrad von mehr als 20 Prozent

Solarenergie ist eine wichtige Säule der Energiewende. Weltweit arbeiten Forscher:innen deshalb an der Entwicklung neuer Solarzellentechnologie. Ein Team aus China hat kürzlich eine neue Art Tandemsolarzelle entwickelt, die auf eine bislang nicht erforschte Kombination aus Materialien setzt. Bereits jetzt kristallisiert sich heraus, dass die Technologie eine Zukunft haben könnte.

Neuartiges Material in der unteren Schicht

Das Team der Universität der Wissenschaften und Technologien von China hat sich auf die Suche nach einer Tandemsolarzelle begeben, die möglichst effizient arbeiten sollte. Das bedeutet, dass die Zelle einen möglichst hohen Wirkungsgrad haben muss.

Sogenannte Tandemsolarzellen bestehen aus zwei Schichten. Die Forscher:innen aus China setzen für die obere Schicht der neu entwickelten Zelle auf Perowskit, ein Material, das bei Tandemsolarzellen häufig zum Einsatz kommt. Die untere Schicht besteht derweil aus einem Material, das bisher eher wenig verwendet wird: Antimonselenid. Dabei handelt es sich um einen Halbleiter, der sich nach Angaben des Team hervorragend eignet, um in Solarzellen zum Einsatz zu kommen.

„Antimonselenid ist ein geeignetes Material für untere Zellen einer Tandemsolarzelle. Allerdings gab es bislang nur wenige Tandemsolarzellen, die dieses Material eingesetzt haben. Dementsprechend gab es nur wenig Aufmerksamkeit dafür. Unsere Arbeit stellt eine neue Tandemstruktur bereit und zeigt, dass Antimonselenid ein vielversprechendes Absorbermaterial für untere Zellen in Tandemsolarzellen ist„, schreiben die Forscher:innen.

Gibt es noch Potenzial nach oben?

Die Tandemsolarzelle aus Perowskit und Antimonselenid konnte eine Effizienz von 17,88 Prozent in der oberen und 7,85 Prozent in der unteren Schicht erreichen. Der kombinierte Wirkungsgrad beträgt 20,58 Prozent.

Damit liegen die neuartigen Zellen bisher noch deutlich unter den Rekordwerten. So konnte etwa mit einer Kombination aus Perowskit und Silizium im Labor ein Wirkungsgrad von etwa 34 Prozent erreicht werden. Allerdings ist Antimonselenid bisher für Solarzellen kaum verwendet worden, sodass die Forscher:innen davon ausgehen, dass der aktuelle Wirkungsgrad in Zukunft noch deutlich übertroffen werden kann.