Solarzellen mit 28,7% Wirkungsgrad von Q Cells und dem Helmholtz-Zentrum Berlin

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Der Solarhersteller Q Cells entwickelt seit drei Jahren mit dem Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) eine Tandem-Solarzelle. Jetzt konnten die Forscherteams den Wirkungsgrad auf 28,7 Prozent steigern, nach Angaben der Firmen ein neuer Weltrekord. Die Zelle verspricht eine deutliche Leistungssteigerung für die Photovoltaik.

Tandem-Solarzellen ermöglichen einen hohen Wirkungsgrad

Die Zelle kombiniert eine Q.ANTUM-basierte Silizium-Bottomzelle mit einer Perowskit-basierten Topzelle. Diese Anordnung in Tandemzellen sorgt für den guten Wirkungsgrad. Die dem Licht zugewandte Oberseite absorbiert Licht mit einer kurzen Wellenlänge, was gleichbedeutend mit einer hohen Energie ist. Die Schicht darunter verarbeitet dann das Licht, das von der oberen Solarzelle nicht genutzt wird.

Die Partner brachen ihren eigenen Rekord

Der aktuelle Rekordwirkungsgrad von 28,7 Prozent ist eine Verbesserung um fast einen Prozentpunkt gegenüber dem Wert von 2020, ebenfalls ein Rekord. Q Cells, ein Solarhersteller aus Südkorea mit einem Standort in Thalheim, und das HZB erreichten dies durch Verbesserungen sowohl der Perowskit-Zellen als auch der Silizium-Zellen.

Die Kommerzialisierung ist angestrebt

Zwar wurden in der Solarforschung bereits noch höhere Wirkungsgrade von Perowskit-Tandemzellen gemessen. Diese höheren Werte wurden jedoch mit einer Labortechnologie erzielt, die sich nicht direkt in die Massenproduktion überführen lässt. Die Tandemsolarzelle von Q Cells und dem Helmholtz-Zentrum erreichte ihren hohen Wirkungsgrad dagegen mit einer industrietauglichen und kosteneffizienten Bottomzellenstruktur auf Basis der Q.ANTUM-Technologie.

„Es ist bemerkenswert, wie nah der gemeinsam erreichte Wirkungsgrad mit einer serienreifen Unterzelle bereits an das herankommt, was wir im Labormaßstab erreichen können“, sagte Prof. Bernd Rech, wissenschaftlicher Geschäftsführer des Helmholtz-Zentrum Berlin.

Das Projekt wurde teilweise vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz sowie dem Land Sachsen-Anhalt gefördert. Q Cells kündigte im vergangenen Jahr an, seine Investitionen in Forschung und Entwicklung in Deutschland in den nächsten drei Jahren auf 125 Millionen Euro zu erhöhen. Dabei soll ein großer Teil des Geldes in die kontinuierliche Unterstützung der Kommerzialisierung der Perowskit-Silizium-Tandemtechnologie fließen.

Leistungssprung in der Photovoltaik

Dr. Daniel Jeong, der Technikchef von Q Cells, sagte: „Q Cells freut sich sehr, gemeinsam mit dem Helmholtz-Zentrum Berlin diesen neuen Weltrekord beim Wirkungsgrad von Tandemzellen bekannt zu geben. Die beiden Forscherteams haben eng zusammengearbeitet, um eine Tandemzellentechnologie zu entwickeln, die den Kommerzialisierungsprozess beschleunigen und der Industrie letztlich einen echten Leistungssprung in der Photovoltaik ermöglichen könnte.“

Q Cells bietet das ganze Spektrum an Solarprodukten und -anwendungen an, darunter Zellen, Module, Bausätze, Systeme und große Solarkraftwerke.

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