Das Institut für Solarenergieforschung Hameln/Emmerthal (ISFH), das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und die centrotherm International AG bündeln im Leuchtturmprojekt 27plus6 ihre Kompetenzen, um die Wirkungsgrade von neuartigen Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen zu steigern. Das Institut für Materialien und Bauelemente der Elektronik (MBE) der Leibniz Universität Hannover die Anlagenbauer Singulus, Meyer Burger Germany und von Ardenne bringen als assoziierte Partnerunternehmen ihre spezifischen Kompetenzen in das Konsortium ein. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie fördert das Projekt mit insgesamt 3,2 Mio. €.

Ein wichtiger Orientierungspunkt für die Photovoltaik-Industrie bei der Überführung neuer Technologien in die Produktion ist deren Wirkungsgradpotential. Das neu gestartete Forschungsprojekt soll mit Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen einen solchen Orientierungspunkt setzen. Der Name 27plus6 ist dabei Programm: „Wir wollen mit unserer Siliziumtechnologie einen Leuchtturmwirkungsgrad von 27 Prozent erreichen. Zusätzlich wollen wir diese Solarzellen zu einem Tandem erweitern, das heißt, eine zweite Solarzelle aus Perowskit aufbringen. Durch die somit verbesserte Ausnutzung des Sonnenspektrums sollen dann sogar Wirkungsgrade von 33 Prozent erreicht werden“, sagt Projektleiter Sascha Wolter vom ISFH.

Den Wert von hohen Laborwirkungsgraden auch für Industrieunternehmen unterstreicht Helge Haverkamp, Entwicklungsleiter bei centrotherm: „Für uns Anlagenbauer bietet die Integration von unseren Prozessen in die Herstellung dieser Rekordsolarzellen eine exzellente Werbeplattform im internationalen Wettbewerb“. Zusätzlich könnte man, so Haverkamp, aktuelle Prozesse aus der Massenproduktion von Silizium-Solarzellen auf der sensitiven Plattform der Höchsteffizienzsolarzelle weiterentwickeln und optimieren. Die Projektförderung durch das BMWi unterstütze so die Innovationskraft der Unternehmen im strategisch wichtigen Markt der Erneuerbaren Energien.

Neue Verschaltung für das im Tagesverlauf ändernde Sonnenspektrum

Um eine industrielle Umsetzung zu beschleunigen, wollen die Partner nicht nur Leuchtturmwirkungsgrade unter Standardtestbedingungen erreichen, sondern auch ein signifikanter Mehrertrag in der Energieausbeute demonstrieren. Das reale Sonnenspektrum ändert sich im Tages- und Jahresverlauf, was bei Tandemsolarzellen die Stromanpassung der beiden Subzellen erschwert, wenn diese in der typischen 2-Terminal-Konfiguration mit je einem elektrischen Kontakt auf der Vorder- und Rückseite verschaltet sind. In 27plus6 entwicklet das Konsortium daher 3-Terminalzellen, die sich durch eine größere Robustheit gegenüber dem sich im Tagesverlauf ändernden Sonnenspektrum auszeichnen. „In Verbindung mit einem innovativen Verschaltungskonzept bieten Solarmodule mit Zellen dieser Art einen höheren Energieertrag“, hebt Ulrich Paetzold, Forschungsgruppenleiter am KIT, hervor.

Mit der im Projekt angestrebten Demonstration eines signifikanten Energie-Mehrertrags mit Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen gegenüber heutigen Silizium-Solarzellen können die Stromgestehungskosten durch Photovoltaik noch unter den heute schon geringen Wert von 4 ct/kWh für Deutschland sinken. Durch die hohe Flächeneffizienz könnten sich der Photovoltaik zudem Spezialanwendungen wie die Integration in Elektrofahrzeuge erschließen.

24.8.2020 | Quelle: ISFH | solarserver.de © Solarthemen Media GmbH