Wissenschaftler des Korea Institute of Energy behaupten, dass die von ihnen entwickelte Perowskit-CIGS-Tandem-Solarzelle eine flexible und leichte Struktur aufweist und den bislang höchsten Wirkungsgrad erreicht hat. Das Gerät weist zudem eine „hervorragende“ Haltbarkeit auf.

Das Korea Institute of Energy Research (KIER) gab bekannt, dass eine Tandem-Solarzelle auf Basis eines oberen Perowskit-Bauelements und einer unteren Zelle auf Basis der Kupfer-, Indium-, Gallium- und Diselenid-Technologie (CIGS) einen Wirkungsgrad von 23,64 % erreicht habe.

Das Forschungsteam sagte, die Leistung sei ein Weltrekord für leichte, flexible Tandem-Perowskit-CIGS-Geräte, gab jedoch nicht an, ob dies von einer unabhängigen Drittorganisation bestätigt worden sei.

„Der vom Forschungsteam entwickelte Lift-off-Prozess beinhaltet das Aufbringen einer Polyimidschicht auf ein Glassubstrat, die Herstellung der Perowskit-CIGS-Tandem-Solarzelle darauf und die anschließende Trennung vom Glas“, heißt es in einer Erklärung des Instituts.

„Im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren, bei denen flexible Polyimidfolien direkt als Substrate verwendet werden, nutzt dieses Verfahren starres Glas als Trägermaterial und ermöglicht so eine stabilere Solarzellenherstellung. Die Verwendung eines flachen, starren Glassubstrats gewährleistet zudem eine gleichmäßige Schichtabscheidung, was zu einer verbesserten Geräteleistung und höheren Reproduzierbarkeit führt“, heißt es in dem Bericht weiter.

Die Herstellungstechnologie verhindert Berichten zufolge die Diffusion von Kaliumionen vom Glassubstrat in die CIGS-Lichtabsorptionsschicht und verhindert so Defekte in der CIGS-Lichtabsorptionsschicht.

Dies wird durch das Aufbringen einer Polyimidschicht auf das Glassubstrat erreicht, die die Diffusion von Kaliumionen hemmen kann.

Die Tandemzellen zeigten auch bei Tests unter Standardlichtbedingungen eine „hervorragende“ Haltbarkeit. „Nach 100.000 Biegezyklen behielten die Solarzellen immer noch 97,7 Prozent ihrer ursprünglichen Effizienz“, sagten die Wissenschaftler.

„Das Leistungsgewichtsverhältnis dieser Solarzelle ist etwa zehnmal höher als das von Perowskit/Silizium-Tandemsolarzellen, was sie vielversprechend für Anwendungen in Bereichen macht, die ultraleichte Solarzellenmodule erfordern, wie etwa Gebäudefassaden, Autos und die Luft- und Raumfahrt“, sagte Kihwan Kim, Hauptautor der Studie.