HZB erzielt Effizienzrekord von 25,5 % für CIGS-Perowskit-Tandem-Solarzelle

de.wedoany.com-Bericht: Deutsche Forscher haben einen Rekord bei der Umwandlungseffizienz von Tandem-Solarzellen aufgestellt, die eine Perowskit-Oberschicht mit einer Kupfer-Indium-Gallium-Selenid (CIGS)-Dünnschichtunterschicht kombinieren.

Die Studie ist Teil des von der EU geförderten Projekts „SOLMATES“, das vom Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB) geleitet wird und die Integration von CIGS- und Perowskit-Technologien erforscht. Das HZB gab an, dass der zuvor von diesem Projekt aufgestellte Rekord bei 24,6 % lag.

HZB-Forscher Guillermo Farias Basulto erklärte, dass das Team zur Übertreffung dieses Meilensteins auf Basis kontinuierlicher Verbesserungen verschiedene Zellstrukturen getestet habe, darunter CIGSe-Boden-Zellen mit unterschiedlichen Bandlücken (1,05 eV und 1,1 eV) sowie zwei Arten von aluminiumdotiertem Zinkoxid mit unterschiedlicher Dicke, aber ähnlichen Eigenschaften.

Um Grenzflächenrekombinationsverluste zu reduzieren und die Bauteilstabilität zu verbessern, haben die Forscher verschiedene Kombinationen aus Nickeloxid (NiOx) und selbstorganisierenden Monoschichten (SAMs) als Lochtransportschichten getestet. Sie optimierten außerdem den elektronenselektiven Kontaktprozess, indem sie die anfängliche thermische Aufdampfrate von Fulleren C60 (Buckminsterfulleren) auf einer ultradünnen 1 nm dicken Lithiumfluorid-Passivierungsschicht anpassten.

Die Rekordzelle hat eine Fläche von nur 1,081 cm². Die SOLMATES-Forscher stellten mit einem ähnlichen Materialstapel ein Mini-Modul mit einem Wirkungsgrad von etwa 19,7 % und einer Fläche von 2,25 cm² her.

Farias Basulto betonte das Potenzial der Versuchsmethode zur Erzielung höherer Wirkungsgrade und erklärte, dass die der aktuellen Zellstruktur zugrundeliegende Physik darauf hindeute, dass 25,5 % nur ein Zwischenschritt sei, da interne Tests mit ähnlichen Strukturen bereits einen Wirkungsgrad von 27,5 % erreicht hätten.