Solarzelle mit optimaler Bandlücke
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.
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
