Durch die Verwendung von Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen könnten Photovoltaik-Module in Zukunft deutlich effizienter werden. Ein Forschungsteam des renommierten Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE hat in Zusammenarbeit mit Oxford PV ein PV-Modul entwickelt, das einen Wirkungsgrad von 25 Prozent aufweist, was eine deutliche Steigerung im Vergleich zu herkömmlichen Silizium-Modulen darstellt. Die Produktion erfolgte mithilfe vorhandener Anlagen im Fraunhofer ISE, die speziell für die Tandemtechnologie optimiert wurden.
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Erfolgreiche Entwicklung: Effizientere Tandemsolarzellen in greifbarer Nähe
Oxford PV, ein Spin-Off der Universität Oxford, hat in Zusammenarbeit mit dem renommierten Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE eine Kleinserie von Perowskit-Silizium-Solarzellen entwickelt. Mit einem Wirkungsgrad von 26,8 Prozent stellen diese Zellen einen neuen Weltrekord auf und demonstrieren 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 wird noch in diesem Jahr beginnen.
Zukünftige Erprobung von Lötverfahren bei niedrigen Temperaturen
Um die empfindliche Perowskit-Schicht der Tandemzellen zu schützen, hat das Forschungsteam innovative Niedertemperatur-Prozesse entwickelt. Diese Prozesse ermöglichen eine schonende Verschaltung und Einkapselung der Solarzellen, wodurch sie sich ideal für die Massenfertigung eignen. Die Integration dieser Prozesse in bestehende PV-Modulfertigungslinien ist problemlos möglich. Die Verschaltung der Zellen erfolgte durch leitfähiges Kleben, eine bewährte Methode im industriellen Maßstab. Zukünftig sollen auch Lötverfahren bei niedrigen Temperaturen getestet werden.
LED-Lichtquellen simulieren Bedingungen von natürlichem Sonnenlicht für Effizienzmessung von Tandem-PV-Modulen
Ein neu entwickelter multispektraler Sonnensimulator wurde für die Vermessung des PV-Moduls verwendet, um die Effizienz von Tandem-PV-Modulen präzise zu bestimmen. Dabei werden beide Zellschichten mit unterschiedlichen LED-Lichtquellen bestrahlt, um die Bedingungen von natürlichem Sonnenlicht möglichst genau zu simulieren. Der Wirkungsgrad des Moduls wurde über eine Fläche von 1,68 Quadratmetern berechnet. Da die etablierten Messmethoden nicht vollständig auf diese neue Technologie übertragbar sind, wurde das angewendete Verfahren zusätzlich mittels Freilandmessungen validiert.
Effizientes PV-Modul: Intensive Tests für Zertifizierung und Langzeitstabilität
Um die Zertifizierung des PV-Moduls zu erhalten, unterziehen das Fraunhofer ISE und Oxford PV das Modul intensiven Langzeitstabilitätstests. Diese Tests werden in den speziell dafür ausgestatteten Klimakammern des Fraunhofer ISE durchgeführt, um sicherzustellen, dass das Modul auch unter extremen Umweltbedingungen seine Effizienz beibehält. Die Zertifizierung ist ein wichtiger Schritt, um die Qualität und Zuverlässigkeit des Moduls zu bestätigen und eine nachhaltige Energieerzeugung zu gewährleisten.
Das neue Silizium-Perowskit-Tandem Solarmodul stellt einen wichtigen Fortschritt in der Solarenergie dar. Durch die Kombination von Silizium und Perowskit werden höhere Wirkungsgrade erreicht, was zu einer gesteigerten Produktion von Solarstrom führt. Diese innovative Technologie hat das Potenzial, die Effizienz der Solarenergiebranche zu steigern und somit einen entscheidenden Beitrag zur nachhaltigen Energieversorgung zu leisten.
