Die Entwicklung von Photovoltaik-Modulen auf Basis von Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen könnte einen Durchbruch in der Solarenergie bedeuten. In Zusammenarbeit mit Oxford PV hat das renommierte Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE ein PV-Modul mit einem beeindruckenden Wirkungsgrad von 25 Prozent entwickelt. Dieser Wirkungsgrad ist deutlich höher als bei herkömmlichen Silizium-Modulen. Die Produktion erfolgte mithilfe bereits vorhandener Anlagen im Fraunhofer ISE, die speziell für die Tandemtechnologie optimiert wurden.
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Tandemzellen revolutionieren Solarenergie: Rekord-Wirkungsgrad von 26,8 Prozent
Das renommierte Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat in Zusammenarbeit mit Oxford PV eine Kleinserie von Perowskit-Silizium-Solarzellen entwickelt. Mit einem Wirkungsgrad von 26,8 Prozent stellen diese Zellen einen neuen Weltrekord auf und präsentieren das enorme Potenzial dieser Technologie für die Solarenergie. Im Vergleich zu herkömmlichen Silizium-Solarzellen haben Tandemzellen ein theoretisches Wirkungsgradpotenzial von über 43 Prozent. Die kommerzielle Produktion der Tandemsolarzellen soll noch in diesem Jahr beginnen.
Schonende Prozesse für den Schutz der Solarzellen entwickelt
Das Forschungsteam hat durch die Entwicklung von Niedertemperatur-Prozessen einen Weg gefunden, um die Perowskit-Schicht der Tandemzellen während der Verschaltung und Einkapselung zu schützen. Diese Prozesse sind schonend für die Zellen und können problemlos in bestehende PV-Modulfertigungslinien integriert werden. Die Verschaltung der Solarzellen erfolgte durch leitfähiges Kleben, eine bewährte Methode im industriellen Maßstab. Zukünftig werden auch Lötverfahren bei niedrigen Temperaturen erprobt, um die Effizienz weiter zu steigern.
Sonnensimulator ermöglicht exakte Vermessung der Effizienz von PV-Modulen
Um die Effizienz des PV-Moduls genau zu bestimmen, kam ein neu entwickelter multispektraler Sonnensimulator zum Einsatz. Dieser Simulator ermöglicht es, dass beide Zellschichten des Tandem-PV-Moduls von unterschiedlichen LED-Lichtquellen bestrahlt werden. Dadurch können die Bedingungen von natürlichem Sonnenlicht so präzise wie möglich simuliert werden. Der Wirkungsgrad des Moduls wurde über eine Fläche von 1,68 Quadratmetern berechnet. Da die üblichen Messmethoden nicht vollständig auf diese neue Technologie übertragen werden konnten, wurde das angewendete Verfahren zusätzlich durch Freilandmessungen validiert.
Sicherstellung der Effizienz: Intensive Tests für Zertifizierung des PV-Moduls
Das Fraunhofer ISE und Oxford PV haben das Ziel, das PV-Modul zu zertifizieren. Dafür werden intensive Langzeitstabilitätstests in den Klimakammern des Fraunhofer ISE durchgeführt. Diese Tests sollen sicherstellen, dass das Modul auch unter extremen Bedingungen wie hohen Temperaturen, Feuchtigkeit und UV-Strahlung seine Effizienz aufrechterhalten kann. Nur ein zertifiziertes Modul kann eine zuverlässige und nachhaltige Energieerzeugung gewährleisten. Die Ergebnisse der Tests werden entscheidend sein, um die Zertifizierung zu erhalten.
Die Entwicklung des effizienten Silizium-Perowskit-Tandem Solarmoduls ist ein Durchbruch in der Solarenergie. Durch die Kombination von Silizium und Perowskit wird ein höherer Wirkungsgrad erreicht, was zu einer verbesserten Energieerzeugung aus Sonnenlicht führt. Diese bahnbrechende Technologie hat das Potenzial, die Solarenergiebranche zu transformieren und einen wichtigen Beitrag zur globalen Energiewende zu leisten.
