In enger Zusammenarbeit haben das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE und Oxford PV ein effizientes 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 vorhandene Anlagen im Fraunhofer ISE genutzt und die Prozesse speziell für die Tandemtechnologie optimiert.
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Start der kommerziellen Produktion von Tandemsolarzellen in diesem Jahr
Oxford PV, ein Spin-Off der Universität Oxford, hat in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE eine Kleinserie von Perowskit-Silizium-Solarzellen entwickelt. Diese Zellen weisen einen bemerkenswerten Wirkungsgrad von 26,8 Prozent auf, was einen neuen Weltrekord darstellt. Dies unterstreicht 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 soll in Kürze beginnen.
Industrielle Massenfertigung mit Niedertemperatur-Prozessen möglich
Durch den Einsatz von Niedertemperatur-Prozessen schützt das Forschungsteam die Perowskit-Schicht der Tandemzellen vor Beschädigung. Diese schonenden Prozesse können problemlos in vorhandenen PV-Modulfertigungslinien integriert werden und ermöglichen eine industrielle Massenfertigung. Die Verschaltung der Solarzellen erfolgt durch leitfähiges Kleben, eine bereits etablierte Methode im industriellen Maßstab. Zukünftig sollen auch Lötverfahren bei niedrigen Temperaturen erprobt werden, um die Effizienz weiter zu verbessern.
Präzise Bestimmung der Effizienz von Tandem-PV-Modulen dank Sonnensimulator
Für die genaue Vermessung des PV-Moduls wurde ein innovativer multispektraler Sonnensimulator entwickelt. Dieser Simulator ermöglicht eine präzise Bestimmung der Effizienz von Tandem-PV-Modulen, indem er beide Zellschichten mit unterschiedlichen LED-Lichtquellen bestrahlt. Dadurch können die Bedingungen von natürlichem Sonnenlicht so akkurat wie möglich simuliert werden. Der Wirkungsgrad des Moduls wurde über eine Fläche von 1,68 Quadratmetern berechnet. Aufgrund der Tatsache, dass die etablierten Messmethoden nicht vollständig auf diese neue Technologie übertragbar sind, wurde das angewendete Verfahren zusätzlich mittels Freilandmessungen validiert.
Zertifizierung des PV-Moduls: Intensive Tests zur Langzeitstabilität
Um die Zertifizierung des PV-Moduls zu erhalten, unterziehen das Fraunhofer ISE und Oxford PV das Modul intensiven Langzeitstabilitätstests. Diese Tests werden in den Klimakammern des Fraunhofer ISE durchgeführt und sollen sicherstellen, dass das Modul auch unter extremen Bedingungen wie hohen Temperaturen, Feuchtigkeit und UV-Strahlung seine Effizienz aufrechterhalten kann. Nur so kann die Qualität und Zuverlässigkeit des Moduls gewährleistet werden.
Die Entwicklung des effizienten Silizium-Perowskit-Tandem Solarmoduls ist ein Durchbruch in der Solarenergie. Durch die Kombination von Silizium und Perowskit wird ein höherer Wirkungsgrad erzielt, was zu einer verbesserten Energieerzeugung aus Sonnenlicht führt. Diese bahnbrechende Technologie ermöglicht eine nachhaltige und umweltfreundliche Energieerzeugung und trägt somit zu einer nachhaltigen Zukunft bei.
