Italienische Forscher entwickeln Tandem-Perowskit-Zelle mit 26,3 Prozent Wirkungsgrad

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von pv magazine International

Forscher der Nationalen Agentur für neue Technologien, Energie und nachhaltige wirtschaftliche Entwicklung (ENIA) und der Tor-Vergata-Universität in Rom haben eigenen Angaben zufolge eine Zelle entwickelt, welche die Vorteile des Produktionsprozesses von Dünnschicht-Perowskit-Zellen mit denen der Leistungsstärke siliziumbasierter Heterojunction-Zellen verbindet. Die Tandemzelle mit sogenannter Zwei-Terminal-Konstruktion erreicht einen Wirkungsgrad von 26,3 Prozent.

Den italienischen Wissenschaftlern zufolge benötigt die Zelle wegen ihrer Zwei-Terminal-Konstruktion weniger Elektroden, so dass davon weniger Licht absorbiert wird, das dann nicht mehr für die Stromerzeugung zur Verfügung steht. Zugleich sinken so die Produktionskosten gegenüber einer Vier-Terminal-Konstruktion. Die Forscher haben ihre Entwicklung im Wissenschaftsmagazin Joule vorgestellt.

Die Wissenschaftler haben eine Titandioxid-Schicht mit Graphen dotiert, um die Stabilität sowie die Langlebigkeit der Zelle zu verbessern. Dazu haben sie Graphenflocken auf einem Titandioxid- Vorläufer und Titandioxid-Nanopartikellösungen abgeschieden. „Es hat sich gezeigt, dass eine so geringe Menge an Graphenflockendotierung ausreicht, um die photovoltaische Leistung der mesoskopischen Perowskit-Solarzellen (bezogen auf Abmessungen im Bereich von Nano- bis Mikrometern) zu steigern, ohne die optische Absorption des gesamten Aufbaus zu verändern“, schreiben die Forscher .

Die Zelle mit Zwei-Terminal-Konstruktion haben die Wissenschaftler mithilfe eines „mechanischen Ansatzes“ gefertigt: „Die optimierte, bifaziale, mesoskopische Perowskit-Oberzelle wurde mechanisch über eine Silizium-Bodenzelle gestapelt, indem ein Druck von etwa einem Kilogramm pro Quadratzentimeter über die Kontaktfläche zwischen den beiden Unterzellen ausgeübt wurde“, schreiben sie.