Verdensrekord:Effektiviteten af ​​perovskit silicium tandem solcelle springer til 29,15 %

Mens silicium for det meste omdanner de røde dele af sollys til elektricitet, perovskitforbindelser udnytter primært de blå dele af spektret. En tandemsolcelle fremstillet af stablet silicium og perovskit opnår således væsentligt højere effektivitet end hver enkelt celle for sig.

Prof. Bernd Stannowski fra HZB Institute PVcomB og Prof. Steve Albrecht, som leder en Helmholtz Young Investigator Group (YIG) ved HZB, har allerede i fællesskab ved flere lejligheder sat nye rekorder for monolitiske tandemsolceller. Ved udgangen af ​​2018 holdet præsenterede en tandem solcelle lavet af silicium med en metalhalogenid perovskit, der opnåede en effektivitet på 25,5 procent. Så annoncerede Oxford Photovoltaics Ltd. en værdi på 28 pct.

Nu kan HZB-holdet rapportere den næste rekord. Værdien på 29,15 procent er blevet certificeret af Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems (ISE) fredag, 24. januar og vises nu i hitlisterne for National Renewable Energy Lab (NREL), USA. NREL-diagrammet har sporet de stigende effektivitetsniveauer for næsten alle typer solceller siden 1976. Perovskitforbindelser er kun blevet inkluderet siden 2013 - og effektiviteten af ​​denne materialeklasse er steget mere end i noget andet materiale siden da.

"Vi udviklede et specielt elektrodekontaktlag til denne celle i samarbejde med gruppen af ​​Prof. Vytautas Getautis (Kaunas University of Technology), og også forbedrede mellemlag, "forklar Eike Köhnen og Amran Al-Ashouri, ph.d.-studerende i Albrechts gruppe. Det nye elektrodekontaktlag tillod også forbedring af perovskitforbindelsens sammensætning i HZB HySPRINT-laboratoriet. Denne forbindelse er nu mere stabil, når den belyses i tandemsolcellen og forbedrer balancen mellem elektriske strømme, som de øverste og nederste celler bidrager med. Siliciumbundcellen kommer fra Stannowskis gruppe og har et specielt siliciumoxid-toplag til optisk kobling af top- og bundceller.

Alle processer, der bruges til at realisere denne celle på én kvadratcentimeter, er i princippet også egnede til store overfladearealer. Opskalering ved hjælp af vakuumaflejringsprocesser er meget lovende, som indledende tests allerede har vist.

Den realistiske praktiske effektivitetsgrænse for tandemceller lavet af silicium og perovskit er omkring 35 procent. Næste, HZB-teamet ønsker at bryde 30 procent effektivitetsbarrieren. Albrecht forklarer, at de første ideer til dette allerede er under diskussion.