Tandem solcelles verdensrekord:Ny gren i NREL -diagrammet

En ny verdensrekordindstillende solcelle udviklet af HZB kombinerer halvlederne perovskit og CIGS til en monolitisk 'to-terminal' tandemcelle. På grund af de tynde filmteknologier, der anvendes, sådanne tandemceller overlever meget længere i rummet og kan endda produceres på fleksible film. Den nye tandemcelle opnår en certificeret effektivitet på 24,16 procent.

Tandemceller kombinerer to halvledere, der omdanner forskellige dele af lysspektret til elektrisk energi. Metalhalogenidperovskitforbindelser bruger hovedsageligt de synlige dele af spektret, mens CIGS halvledere konverterer infrarødt lys. CIGS celler, som består af kobber, indium, gallium og selen, kan aflejres som tynde film med en total tykkelse på kun 3 til 4 mikrometer; perovskitlagene er meget tyndere, ved 0,5 mikrometer. Den nye tandem solcelle fremstillet af CIGS og perovskit har således en tykkelse på langt under 5 mikrometer, hvilket ville muliggøre produktion af fleksible solcellemoduler.

"Denne kombination er også ekstremt let og stabil mod bestråling, og kunne være velegnet til applikationer inden for satellitteknologi i rummet, "siger prof. dr. Steve Albrecht, HZB. Disse resultater, opnået i et stort samarbejde, er netop blevet offentliggjort i det anerkendte tidsskrift Joule .

"Denne gang, vi har forbundet den nederste celle (CIGS) direkte med den øverste celle (perovskite), så tandemcellen kun har to elektriske kontakter, såkaldte terminaler, "forklarer Dr. Christian Kaufmann fra PVcomB på HZB, der udviklede CIGS bundcellen med sit team. "Indførelsen af ​​rubidium har betydeligt forbedret CIGS -absorbermaterialet."

Albrecht og hans team har deponeret perovskitlaget i HySPRINT -laboratoriet ved HZB direkte på det ru CIGS -lag. "Vi brugte et trick, som vi tidligere havde udviklet, "forklarer tidligere postdoc fra Albrechts gruppe Dr. Marko Jošt, der nu er videnskabsmand ved University of Ljubjana, Slovenien. De påførte såkaldte SAM-molekyler på CIGS-laget, som danner et selvorganiseret monomolekylært lag, forbedre kontakten mellem perovskite og CIGS.

Den nye perovskite CIGS tandemcelle opnår en effektivitet på 24,16 procent. Denne værdi er officielt certificeret af CalLab fra Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems (ISE).

Da sådanne 'to terminale' tandemceller fremstillet af CIGS og perovskite nu repræsenterer en separat kategori, National Renewable Energy Lab NREL, OS., har oprettet en ny gren på det berømte NREL -diagram til dette formål. Dette diagram viser udviklingen af ​​effektiviteter for næsten alle solcelletyper siden 1976. Perovskitforbindelser er kun blevet inkluderet siden 2013 - effektiviteten af ​​denne materialeklasse er steget kraftigere end noget andet materiale.