Tandemsolarzellen aus Silizium und Perowskit steigern Wirkungsgrad

In der modernen Photovoltaikforschung stellt die physikalische Effizienzgrenze von Silizium-Solarzellen eine zentrale Herausforderung dar. Um diesen theoretischen Grenzwert zu durchbrechen, setzen Wissenschaftler verstärkt auf Tandemsolarzellen. Dabei werden zwei verschiedene Absorberschichten übereinander gestapelt, um das einfallende Sonnenlicht effizienter in nutzbaren Strom umzuwandeln.

Kombination von Silizium und Perowskit

Die neue technologische Lösung nutzt Silizium als Basis, das für einen großen Teil des Sonnenspektrums optimiert ist, und ergänzt es durch das Kristallmaterial Perowskit. Durch diese Tandem-Struktur kann die Solarzelle einen breiteren Bereich des Lichtspektrums absorbieren als herkömmliche, rein auf Silizium basierende Module. Während die untere Siliziumschicht vor allem den langwelligen Anteil des Lichts nutzt, übernimmt das darüberliegende Perowskit die Umwandlung der kurzwelligen Strahlungsanteile.

Steigerung des Wirkungsgrades

Durch das Stapeln der unterschiedlichen Materialien wird der Energieverlust, der bei Standardzellen durch die Umwandlung hochenergetischer Photonen in Wärme entsteht, signifikant reduziert. Diese Entwicklung ermöglicht es, Wirkungsgrade zu erreichen, die bisher für Silizium-Photovoltaik als unerreichbar galten. Damit könnte die Tandem-Technologie einen wesentlichen Beitrag zur Steigerung der Energieausbeute in künftigen Solarmodulen leisten und die Wirtschaftlichkeit erneuerbarer Energien weiter verbessern.