Solarzelle mit optimaler Bandlücke

  • 08. January 2016

Zusammensetzung der Perowskit-Schicht in Tandem-Solar­zelle syste­ma­tisch variiert.

Tandem-Solarzellen kombinieren unter­schied­liche Solar­zellen, um höhere Wirkungs­grade zu erzielen. Dabei ist die Kombi­nation von Perowskit mit Silizium besonders interessant. Denn Perowskit wandelt Licht im sicht­baren Bereich in elek­trische Energie um, während Silizium das Licht im nah­infra­roten und infra­roten Bereich nutzt. In Standard-Perowskit ist aller­dings die Band­lücke mit etwa 1,6 Elektronen­volt etwas zu niedrig, um das Sonnen­licht optimal umzu­wandeln.

Tandem-Zelle

Abb.: Schema des Aufbaus der Tandem-Zelle. Das Licht kommt von unten. (Bild: F. Lang, HZB)

Ein Forscherteam um den Perowskit-Pionier Henry Snaith von der University of Oxford und die Silizium-Experten Bernd Rech und Lars Korte vom HZB-Institut für Silizium­photo­voltaik hat nun gezeigt, dass ein Wirkungs­grad von dreißig Prozent erreich­bar ist. Dafür haben die Wissen­schaftler eine Silizium-Perowskit-Tandem­zelle konzipiert, bei der die beiden Zellen mechanisch aufein­ander gestapelt und separat kontak­tiert sind.

Das HZB-Team hat die Silizium-Zelle herge­stellt, die die untere der beiden Zellen im Tandem bildet. Dem Team in Oxford gelang es, die Band­lücke des Perowskits auf 1,75 eV zu erhöhen, indem sie die chemische Zusammen­setzung der Perowskit-Schicht systematisch vari­ierten. Gleich­zeitig konnten sie dadurch auch die chemische und thermische Stabilität der empfind­lichen Perowskit-Schicht deutlich steigern.

HZB / RK

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