Der Wirkungsgrad von Perowskit-Silizium-Tandemzellen ist noch ausbaubar. Wissenschaftler streben langfristig die Kommerzialisierung an.
Standard-Silizium-Zellen (PERC) sind als Basis für Tandemzellen mit Perowskit-Topzellen geeignet. Das zeigen Forscher des Helmholtz-Zentrums Berlin für Materialien und Energie und des Instituts für Solarenergieforschung.
Effizientere Umwandlung
Aktuell liegt der Wirkungsgrad der Tandemzelle zwar noch unterhalb dessen von optimierten PERC-Zellen, könnte aber durch gezielte Optimierungen rasch auf bis zu 29,5 Prozent gesteigert werden. Tandemzellen aus Silizium und Perowskit können das breite Energiespektrum des Sonnenlichts effizienter in elektrische Energie umwandeln als die jeweiligen Einzelzellen.
Die Forscher haben eine Perowskit-Topzelle mit einer PERC/POLO-Silizium-Zelle zu einem Tandem-Bauelement kombiniert. PERC-Silizium-Zellen auf p-typ-Silizium sind dabei das „Arbeitspferd“ der Photovoltaik, mit einem Marktanteil von mehr als 50 Prozent aller weltweit produzierten Solarzellen. Sie sind weitgehend optimiert, temperatur- und langzeitstabil.
„proof of concept“-Zellen
Deshalb ist es für die Kommerzialisierung einer Perowskit-Silizium-Tandem-Technologie besonders interessant, ein „Perowskit-Tandem-Upgrade“ für PERC-Zellen zu entwickeln. Das Team hat für den Rückseiten-Kontakt der Silizium-Bottomzellen einen industriekompatiblen PERC-Prozess genutzt. Auf der Vorderseite des Wafers kam mit dem POLO-Kontakt eine weitere industrialisierbare Technologie zum Einsatz, die für die proof-of-concept-Zellen angepasst wurde.
Eine zinndotierte Indiumoxid-Rekombinationsschicht wurde als Kontakt zwischen den beiden Teilzellen aufgebracht. Darauf wurde eine Perowskit-Zelle mit einer Schichtfolge prozessiert, die der in der aktuellen HZB-Weltrekord-Tandem-Zelle auf n-typ-Silizium-Heterojunction-Zellen ähnelt. Die ersten so produzierten Perowskit-PERC/POLO-Tandemzellen erreichen auf einer aktiven Zell-Fläche von rund einem Quadratzentimeter einen Wirkungsgrad von 21,3 Prozent. Dieser liegt in der Machbarkeitsstudie noch unterhalb des Wirkungsgrads von optimierten PERC-Zellen.
Quelle: pressetext.com