Die Zusammenarbeit von Forschern des CSEM, des NREL und der EPFL verbessert gleich zwei Wirkungsgrad-Weltrekorde für Silizium-basierte Tandemsolarzellen auf 32,8% und 35,9%.
Das National Renewable Energy Laboratory (NREL) des Energieministeriums der Vereinigten Staaten, das CSEM und die EPFL haben einen wichtigen zukunftsweisenden Fortschritt erzielt. Im Rahmen einer Zusammenarbeit ist es ihnen gelungen, das grosse Potenzial von Silizium-basierten Tandemsolarzellen experimentell unter Beweis zu stellen. Der Wirkungsgrad für III-V/Si-Tandemsolarzellen bei der Umwandlung von Sonnenlicht konnte für Tandems mit zwei Halbleiterübergängen auf 32,8% und für solche mit drei Halbleiterübergängen auf 35,9% gesteigert werden. Dabei war es nicht erforderlich, das Sonnenlicht mittels Konzentratoren zu bündeln. Die in der Zeitschrift Nature Energy1 veröffentlichten Ergebnisse sind ein Meilenstein im heiss umkämpften Rennen um die Wirkungsgradverbesserung von Silizium-basierten Solarzellen und bestätigen das grosse Potenzial dieses Ansatzes.
Wer in der Photovoltaik arbeitet, sollte bestrebt sein, das Kosten-Leistungs-Verhältnis zu maximieren! Im Labor konnten bereits Wirkungsgrade von über 35% erzielt werden, jedoch nur mit Solarzellen, die ausschliesslich aus vergleichsweise teuren Halbleitermaterialien bestanden. Der heutige Photovoltaikmarkt (PV) wird stark von kosteneffizienten Modulen beherrscht, die Siliziumzellen mit nur einem Halbleiterübergang und Wirkungsgraden zwischen 17% und 22% verwenden. Wie zahlreiche andere Forschungseinrichtungen und Unternehmen in der Branche arbeiten auch das NREL, das CSEM und die EPFL an sogenannten «Multi-Junction» Tandemsolarzellen – einer Technologie, bei der Siliziumsolarzellen mit einer weiteren Solarzelle verbunden werden, die den kurzwelligen (blauen) Anteil des Sonnenlichtspektrums effizienter in elektrische Energie umwandeln kann. Die Weiterentwicklung der herkömmlichen Silizium-Solarzelle mit nur einem Halbleiterübergang zu einer Tandemzelle mit mehreren Halbleiterübergängen bietet die Möglichkeit, den Wirkungsgrad auf über 30% zu erhöhen und sich dennoch weiter auf die kosteneffiziente, bewährte Herstellung von Silizium-Solarzellen verlassen zu können. Das NREL hat sich zusammen mit Schweizer Forschern zum Ziel gesetzt, solche Solarzellen mit einem Wirkungsgrad von mehr als 30% herzustellen. Im Januar 2016 erzielte das Forscherteam bereits einen Wirkungsgrad von 29,8% und damit seinen ersten gemeinsamen Weltrekord.
Weiterlesen ...