Berliner Forscher schaffen Weltrekord bei Solarzellen-Wirkungsgrad

Von Christian Kahle am 15.12.2020 16:47 Uhr
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Deutsche Forscher sind kurz davor, den heiligen Gral der Solarzellen-Forschung zu erreichen. Mit ihrer jüngsten Entwicklung kommen die Leute vom Helmholtz Zentrum Berlin (HZB) ganz dicht an die Marke von 30 Prozent Wirkungsgrad heran.

Der bisherige Bestwert lag bei 28 Prozent. Die Berliner Forscher konnten nun mit 29,15 Prozent eine neue Rekordmarke erreichen. Sie schafften dies mit einer Tandemsolarzelle aus Silizium und Perowskit. Die beiden Halbleiter ergänzen sich dabei sehr gut, da sie unterschiedliche Bereiche des Sonnenlicht-Spektrums nutzen.

So wandeln die schon lange im Einsatz befindlichen Silizium-Solarzellen vor allem die infraroten Anteile des Lichts in elektrische Energie um. Bestimmte Perowskit-Verbindungen können hingegen die sichtbaren Anteile des Sonnenlichts besonders effektiv nutzen. Den neuen Rekordwert schaffte man bereits zum Beginn dieses Jahres, allerdings dauerte es einige Zeit, bis das Ergebnis auch von unabhängigen Stellen bestätigt werden konnte und das zugehörige Paper durch den Peer-Review-Prozess kam.

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Darüber hinaus verzeichneten die Forscher eine hohe Stabilität der Solarzellen. Diese lieferte bei einer kontinuierlicher Belastung über 300 Stunden hinweg konstante Ergebnisse - und dies auch ohne Verkapselung an der Luft. Einer der Knackpunkte bei der Entwicklung war eine optimale Gestaltung der Grenzschicht zwischen den beiden Halbleitern. Hierbei kam ein neuartiges Molekül auf Carbazol-Basis zum Einsatz.

Der jüngste Erfolg hat bei den Forschern nun den Ehrgeiz geweckt. Sie sind optimistisch, den in der Solarzellen-Szene als fast schon höchstes Ziel angesehenen 30-Prozent-Wirkungsgrad toppen zu können. In der Theorie könnten die beiden Schichten es nämlich sogar auf 32,4 Prozent bringen und es wird sich zeigen, wie weit man in der Praxis an solch einen Idealzustand herankommt.

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