Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat in Zusammenarbeit mit Oxford PV ein innovatives Photovoltaik-Modul entwickelt, das auf Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen basiert. Mit einem Wirkungsgrad von 25 Prozent übertrifft es herkömmliche Silizium-Module deutlich. Für die Produktion wurden bereits existierende Anlagen im Fraunhofer ISE genutzt und die Prozesse speziell für die Tandemtechnologie optimiert.
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Tandemzellen mit theoretischem Wirkungsgradpotenzial von über 43 Prozent
Das renommierte Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat in Zusammenarbeit mit Oxford PV eine Kleinserie von Perowskit-Silizium-Solarzellen entwickelt. Mit einem Wirkungsgrad von 26,8 Prozent stellen diese Zellen einen neuen Weltrekord auf und zeigen das enorme Potenzial dieser Technologie für die Solarenergie. Im Vergleich zu herkömmlichen Silizium-Solarzellen haben Tandemzellen ein theoretisches Wirkungsgradpotenzial von über 43 Prozent. Die kommerzielle Produktion der Tandemsolarzellen ist für dieses Jahr geplant.
Fraunhofer ISE testet Lötverfahren bei niedrigen Temperaturen
Das Forschungsteam hat Niedertemperatur-Prozesse entwickelt, um die Perowskit-Schicht der Tandemzellen zu schützen. Diese Prozesse sind besonders schonend für die Zellen und ermöglichen eine effiziente Massenfertigung in bestehenden PV-Modulfertigungslinien. Die Verschaltung der Solarzellen erfolgt durch leitfähiges Kleben, eine bewährte Methode im Fraunhofer ISE. Zukünftig werden auch Lötverfahren bei niedrigen Temperaturen getestet, um die Effizienz der Solarzellen weiter zu optimieren.
LED-Lichtquellen simulieren natürliche Bedingungen für Effizienzmessung von Tandem-PV-Modulen
Für die genaue Vermessung des PV-Moduls wurde ein neu entwickelter multispektraler Sonnensimulator eingesetzt. Dieser Simulator ermöglicht es, die Effizienz von Tandem-PV-Modulen präzise zu bestimmen, indem er beide Zellschichten mit unterschiedlichen LED-Lichtquellen bestrahlt. Dadurch werden die Bedingungen von natürlichem Sonnenlicht so genau wie möglich simuliert. Der Wirkungsgrad des Moduls wurde über eine Fläche von 1,68 Quadratmetern berechnet. Aufgrund der Tatsache, dass die standardisierten Messmethoden nicht vollständig auf diese neue Technologie übertragbar sind, wurde das angewendete Verfahren zusätzlich mit Freilandmessungen validiert.
Sicherstellung der Effizienz unter Extrembedingungen: Intensive Tests für PV-Modul-Zertifizierung
Das Fraunhofer ISE und Oxford PV arbeiten intensiv daran, die Zertifizierung des PV-Moduls zu erreichen. Dafür werden umfangreiche Langzeitstabilitätstests in den Klimakammern des Fraunhofer ISE durchgeführt. Diese Tests sollen sicherstellen, dass das Modul auch unter extremen Bedingungen wie hohen Temperaturen, Feuchtigkeit und UV-Strahlung seine Effizienz langfristig aufrechterhalten kann. Die Zertifizierung ist ein wichtiger Schritt, um die Qualität und Zuverlässigkeit des Moduls zu bestätigen.
Die neue Silizium-Perowskit-Tandem Solartechnologie ermöglicht eine deutliche Effizienzsteigerung bei der Energieerzeugung aus Sonnenlicht. Durch die Kombination von Silizium und Perowskit in einem Tandem Solarmodul kann ein höherer Wirkungsgrad erzielt werden, was zu einer gesteigerten Produktion von Solarstrom führt. Diese innovative Technologie hat das Potenzial, die Solarenergiebranche zu revolutionieren und einen wichtigen Beitrag zur nachhaltigen Energieerzeugung zu leisten.
