Solliance erreicht 14,5 Prozent Wirkungsgrad für Dünnschicht-Perowskite-Solarzellen

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Solliance hat nach eigenen Angaben einen neuen stabilisierenden durchschnittlichen Zellwirkungsrad von 14,5 Prozent für eine seine Dünnschicht-Perowskite-Solarmodule auf Glas erreicht. Die Effizienz sei auf einer 144 Quadratzentimeter großen Aperturfläche gemessen worden, teilten die niederländischen Forscher am Montag mit. Es handele sich um ein handelsübliches 15,24 x 15,24 Zentimeter großes Glassubstrat, auf dem das Perowskite-Solarmodule realisiert wurde.

Das Substrat werde mit einem transparenten Leiter verwendet, hieß es weiter. Die obere Metallelektrode werde verdampft. Zudem kämen neuartige rotierende Beschichtungsprozesse zum Einsatz. Die 24 Solarzellen werden Solliance zufolge mit einem optimierten, laserbasierten Verfahren in Reihe geschaltet. Bis zu 95,3 Prozent der Modulfläche seien damit aktiv, was in einem stabilisierten Modulwirkungsgrad von 13,8 Prozent resultiere.

Bei einzelnen Referenzzellen sei eine Effizienz von 14,5 Prozent erreicht worden. Dies sei in etwa auf Augenhöhe mit den hochskalierten Solarmodulen. Nur die Verbindungsbereiche führten damit zu dem beobachteten Wirkungsgradverlust zwischen Zelle und Modul, so die Forscher. Sie haben nach eigenen Angaben insgesamt zehn Solarmodule hergestellt, die hohe stabilisierte Wirkungsgrade aufgewiesen hätten. Dies sei ein Indiz, dass der Produktionsprozess geeignet sei, Perowskite-Solarmodule mit hoher Leistungsfähigkeit herzustellen.

Die Wissenschaftler zeigen mit den Ergebnissen, dass der Produktionsprozess für diese neue Dünnschicht-Photovoltaik-Technologie skalierbar sei. Vorteilhaft komme hinzu, dass abgesehen von den verwendeten Elektroden alle Schicht bei Temperaturen unter 120 Grad Celsius gefertigt werden könnten und somit teure Geräte überflüssig werden. Die Abscheidungs- und Verbindungstechnologien sind industriell sowohl für die sheet-to-sheet- als auch Rolle-zu-Rolle-Herstellung verfügbar, wie es weiter hieß. Gerade letzteres Verfahren ermögliche in Zukunft eine Massenfertigung von flexiblen und leichten Photovoltaik-Modulen.

„Wir sind dabei, deutlich stabileres Material in unsere großflächigen Beschichtungsprozesse einzuführen“, erklärte Francesco di Giacomo, leitender Wissenschaftler bei Solarforschung bei Solliance. Die Herausforderung bestehe darin, die Perowskite-Solarzellen auf eine größere Größe zu skalieren und dabei die hohe Effizienz und die niedrigen Kosten gemessen am Wirkungsgrad zu erhalten.

Dennoch seien die nun präsentierten Laborergebnisse vergleichbar mit herkömmlichen Silizium-Solarzellen, ergänzte Ronn Andriessen, Direktor der Solarforschung bei Solliance. Das Institut sei zuversichtlich auch die Skalierung der Technologie zu erreichen – gerade angesichts seines Know-hows bei organischer Photovoltaik, CISG und der Pilotproduktionsinfrastruktur. Die ersten gefertigten Testmodule mit Wirkungsgraden von 13,8 Prozent belegten dies. Die Steigerung der Effizienz über die Marke von 15 Prozent sei das nächste Ziel. Solliance sei dafür zuversichtlich und mache auch gute Fortschritte bei der Stabilisierung der Leistung der Module unter realen Einsatzbedingungen. An der Entwicklung der Photovoltaik-Technologie sind auch die Industriepartner Solartek, Greatcell Solar (ehemals Dyesol) und Shell beteiligt.