Dünnschicht-Technologien könnten die Kosten für Solarmodule der nächsten
Generation dramatisch senken. Ihre Herstellung ist günstig, aber
insbesondere die Verbindung komplementärer Absorbermaterialien in einem
Tandem-Solarmodul steigert die Wirkungsgrade. Wissenschaftler des KIT,
des ZSW und des belgischen Forschungsinstitutes imec stellen auf der internationalen Konferenz PSCO in Genua ein
Tandem-Solarmodul aus Perowskit- und CIGS-Dünnschichten vor, dessen
Effizienz von 17,8 Prozent erstmals die Effizienz von
Einzel-Solarmodulen aus diesen Materialien übertrifft.
„Mit unserem Modul haben wir gezeigt, wie ein skalierbares
Perowskit-CIGS-Solarmodul die Effizienz der Einzel-Solarmodule dieser
Materialien drastisch übertreffen kann“, unterstreicht Dr. Ulrich W.
Paetzold vom KIT. Seine neu eingerichtete Nachwuchsgruppe am Institut
für Mikrostrukturtechnik und am Institut für Lichttechnik des KIT
erforscht und optimiert den Lichteinfang und die Energieausbeute in
diesen Tandem-Dünnschicht-Solarmodulen.
Professor Michael Powalla, Leiter der Abteilung Dünnschichtphotovoltaik
am KIT sowie Vorstandsmitglied und Leiter des Geschäftsbereichs
Photovoltaik am ZSW, führt aus: „Mit dem neuen Modul-Stack wurde eine
elegante Methode gefunden, durch die Kombination zweier hoch innovativer
Dünnschicht-Technologien das Sonnenspektrum optimal auszunutzen.“ Das
semitransparente obere Perowskit-Solarmodul absorbiert besonders
effizient den hochenergetischen Anteil des Sonnenspektrums, während die
untere CIGS-(Kupfer-Indium-Gallium-Selenid)-Schicht eher die infraroten
Anteile umwandelt. Insgesamt erzielt der Prototyp eine
Energieumwandlungseffizienz von 17,8 Prozent. Zum Vergleich: Der
Weltrekord für Perowskit-Module liegt derzeit bei 15,3 Prozent und das
Referenz CIGS-Solarmodul bei 15,7 Prozent.
Zusätzlich zeichnet sich der vorgestellte Prototyp durch eine
industrietaugliche und skalierbare Bauelementarchitektur aus. Der
Prototyp ist rund 3,76 Quadratzentimeter groß und sowohl das
semitransparente Perowskit-Solarmodul als auch das CIGS-Solarmodul sind
in skalierbare Zellstreifen unterteilt, die monolithisch verschaltet
sind, das heißt, dass die Verschaltung der Einzelzellen zum Modul in den
Herstellprozess integriert werden kann. Die Verluste der aktiven Fläche
liegen bei unter acht Prozent.
Vollständige Presseinformation 133/2016
Details zum KIT-Zentrum Energie
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