ISFH kalibriert jetzt auch großflächige Perowskit-Silizium-Tandemzellen

Die Kompetenzen seines Kalibrier- und Testzentrums (CalTeC) hat das Institut für Solarenergieforschung Hameln (ISFH) um die Kalibrierung großflächiger Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen erweitert. Die Forscher reagierten damit auf die steigende Nachfrage nach Wirkungsgradmessungen für Tandem-Photovoltaik-Technologien, wie es am Dienstag hieß. Künftig könnten in dem Testzentrum, Kalibrierdienstleistungen für großflächige Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen bis zum G12-Waferformat angeboten werden.

Die Forscher in Hameln wollen mit der Erweiterung den Übergang der Tandemtechnologie vom Labor zur industriellen Fertigung unterstützen. Gerade nachdem für kristalline Solarzellen inzwischen Wirkungsgrade von mehr als 28 Prozent erreicht seien und damit die Effizienz nahezu ausgereizt, rückten Tandemtechnologien, insbesondere die Kombination von Silizium- und Perowskit-Solarzellen, stärker in den Fokus der Forscher und Solarindustrie. Diese Technologie gilt nach Ansicht des ISFH als einer der vielversprechendsten Ansätze, um die Wirkungsgrenzen von Siliziumsolarzellen mit einfacher p-n-Übergangsstruktur zu überwinden und die nächste Generation photovoltaischer Produkte zu ermöglichen. Im Labor seien bereits Wirkungsgrade von mehr als 34 Prozent erreicht worden.

Die Ergebnisse in die industrielle Produktion zu überführen, erfordere neben Fortschritten in der Zellherstellung auch ein Kalibrierverfahren, das den besonderen messtechnischen Anforderungen der Tandem-Photovoltaik gerecht werde, so die Forscher weiter. Mit der erweiterten Messinfrastruktur würden mehrere Aspekte bei der Charakterisierung von Tandemsolarzellen berücksichtigt. Dazu zählen dem ISFH zufolge die spektrale Anpassung für die einzelnen Teilzellen und die präzise Korrektur spektraler Fehlanpassungen, die Kompensation von Abschattungseffekten durch Kontaktierungsleisten, die Korrektur von Bestrahlungsinhomogenitäten über großflächige Solarzellen, eine homogene Temperaturregelung sowie Messprotokolle zur Berücksichtigung der Metastabilität von Tandemsolarzellen.

„Spezialisierte Kalibrierverfahren sind notwendig, damit ausgewiesene Wirkungsgrade präzise, vergleichbar und für Forschende, Hersteller und Investoren belastbar sind“, erklärte Karsten Bothe, Leiter des Kalibrierlabors für Solarzellen im ISFH CalTeC. „Wir schaffen die messtechnische Sicherheit, die erforderlich ist, um Tandem-Photovoltaik vom Forschungserfolg in marktfähige Produkte zu überführen.“