Ein Forschungsteam des renommierten Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE hat in Zusammenarbeit mit Oxford PV ein PV-Modul entwickelt, das auf Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen basiert. Mit einem Wirkungsgrad von 25 Prozent übertrifft es herkömmliche Silizium-Module deutlich. Die Produktion erfolgte mithilfe vorhandener Anlagen im Fraunhofer ISE, deren Prozesse speziell für die Tandemtechnologie optimiert wurden.
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Perowskit-Silizium-Solarzellen übertreffen herkömmliche Silizium-Solarzellen
In Zusammenarbeit mit Oxford PV hat das renommierte Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE eine Kleinserie von Perowskit-Silizium-Solarzellen entwickelt. Mit einem Wirkungsgrad von 26,8 Prozent setzen diese Zellen einen neuen Weltrekord und verdeutlichen 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 ist für dieses Jahr geplant.
Einsatz von leitfähigem Kleben bei der Verschaltung von Solarzellen
Um die Perowskit-Schicht der Tandemzellen zu schützen, hat das Forschungsteam Niedertemperatur-Prozesse entwickelt. Diese schonenden Prozesse eignen sich für die industrielle Massenfertigung und können problemlos in bestehende PV-Modulfertigungslinien integriert werden. Die Verschaltung der Solarzellen erfolgt durch leitfähiges Kleben, eine bewährte Methode im Fraunhofer ISE. Zukünftig werden auch Lötverfahren bei niedrigen Temperaturen erprobt, um die Effizienz der Solarzellen weiter zu steigern.
Präzise Effizienzmessung von PV-Modulen dank innovativem Sonnensimulator
Für die präzise Vermessung des PV-Moduls wurde ein neu entwickelter multispektraler Sonnensimulator verwendet. Dieser Simulator ermöglicht eine genaue Bestimmung der Effizienz von Tandem-PV-Modulen, indem er beide Zellschichten mit unterschiedlichen LED-Lichtquellen bestrahlt. Dadurch werden die Bedingungen von natürlichem Sonnenlicht so genau wie möglich simuliert. Der Wirkungsgrad des Moduls wurde über eine Fläche von 1,68 Quadratmetern berechnet. Da die gängigen Messmethoden nicht vollständig auf diese neue Technologie übertragbar sind, wurde das angewendete Verfahren zusätzlich durch Freilandmessungen validiert.
Zertifizierung des PV-Moduls: Intensive Tests zur Effizienzsicherung
Das Fraunhofer ISE und Oxford PV streben die Zertifizierung des PV-Moduls an und führen dazu intensive Langzeitstabilitätstests in den Klimakammern des Fraunhofer ISE durch. Diese Tests sollen sicherstellen, dass das Modul auch unter extremen Bedingungen wie Hitze, Kälte und Feuchtigkeit seine Effizienz aufrechterhalten kann. Nur ein zertifiziertes Modul kann eine zuverlässige und nachhaltige Energieerzeugung ermöglichen.
Die Entwicklung des effizienten Silizium-Perowskit-Tandem Solarmoduls markiert einen entscheidenden Schritt in Richtung einer nachhaltigen Energieerzeugung. Durch die Kombination von Silizium und Perowskit wird ein höherer Wirkungsgrad erreicht, was zu einer gesteigerten Produktion von Solarstrom führt. Diese bahnbrechende Technologie hat das Potenzial, die Solarenergiebranche zu revolutionieren und einen positiven Einfluss auf die globale Energiewende zu haben.
