Neue PV-Technologie: Tandemzellen machen Solarmodule effizienter
Solarmodule könnten schon bald deutlich mehr Strom auf derselben Fläche liefern. Forscher:innen arbeiten an Tandemzellen, die den Wirkungsgrad um bis zu 50 % steigern sollen.
Das Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme (ISE) hat ein Labor eröffnet, um neue hocheffiziente Solarzellen schneller zur Marktreife zu bringen. In der Einrichtung Pero-Si-SCALE werden herkömmliche Silizium-Solarzellen mit einer hauchdünnen Schicht aus dem Material Perowskit überzogen. Dadurch können die neuen Tandemzellen bis zu 43 Prozent des einfallenden Sonnenlichts in Strom umwandeln. Mit der herkömmlichen Technologie sind lediglich bis zu 29 Prozent möglich.
Mehr Solarenergie auf kleinerer Fläche
Bei aktuellen Silizium-Zellen gehen 80 bis 70 Prozent der Sonnenenergie als Wärme verloren. Die Tandemsolarzelle bietet hierfür eine Lösung: Durch die zusätzliche Perowskit-Schicht kann sie verschiedene Teile des Lichtspektrums aufnehmen und besser in Strom umwandeln. Dadurch ist eine Steigerung des Wirkungsgrads um fast die Hälfte möglich.
„Die Photovoltaik ist noch lange nicht ‚auserforscht‘“, sagte Prof. Dr. Stefan Glunz, Bereichsleiter Photovoltaik am Fraunhofer ISE. „Im Gegenteil, hier ist noch sehr viel zu holen und Tandemsolarzellen sind der entscheidende Hebel für noch mehr Effizienz. Das bedeutet: mehr Solarenergie auf kleinerer Fläche und mit geringerem Materialeinsatz.“
Haltbarkeit und Kosten als Herausforderung
Die größte Hürde vor der Massenmarkttauglichkeit ist die Haltbarkeit der Tandemmodule. Während klassische PV-Module 20 bis 30 Jahre auf dem Dach bleiben, halten Perowskit-Solarzellen meist nur fünf bis zehn Jahre. Außerdem sind sie meist etwas teurer.
Im neuen Labor des Fraunhofer ISE sollen die Tandemzellen weiterentwickelt und die Herstellungsprozesse optimiert werden. Das Bundesenergieministerium fördert die zukunftsweisende Technologie mit rund 17 Millionen Euro. Laut den Forschenden könnten die Perowskit-Silizium-Module bereits in den nächsten zwei bis drei Jahren den Massenmarkt erreichen.
