Flexible Solarzellen der Empa erreichen Rekord

Empa-Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftler haben den Wirkungsgradrekord für flexible Solarzellen erneut verbessert. Ihre CIGS-Solarzellen, deren Name sich aus der chemischen Formel Cu(In,Ga)Se2 für die Absorberschicht ableitet, ergaben laut einer Mitteilung der Empa einen Wert von 22,2 Prozent bei der Umwandlung von Licht in Strom. Er wurde vom Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme im deutschen Freiburg unabhängig bestätigt. Solarzellen dieses Typs eignen sich besonders für Anwendungen auf Dächern und Fassaden, auf Fahrzeugen, Satelliten und Luftschiffen sowie auf tragbarer Elektronik.

Der letzte Rekordwert des Empa-Labors für dünne Beschichtungen und Photovoltaik unter der Leitung von Ayodhya Tiwari stammt aus dem vergangenen Jahr. Er forscht seit mehr als 23 Jahren an flexiblen Dünnschichtsolarzellen. Seine Effizienzrekorde begannen im Jahr 1999 mit 12,8 Prozent, gefolgt von 14,1 Prozent (2005), 17,6 Prozent (2010), 18,7 Prozent (2011), 20,4 Prozent (2013), 20,8 Prozent (2019) und 21,4 Prozent (2021). Zum Vergleich: Der maximale Wirkungsgrad einer starren Solarzelle aus kristallinem Silizium liegt bei 26,7 Prozent.

Wie die Empa ausführt, erfordert jede noch so kleine Steigerung der bereits sehr hohen Wirkungsgrade eine sorgfältige Untersuchung der Faktoren, die die Energieumwandlung einschränken, und innovative Ansätze zu deren Bewältigung. Demnach geht die aktuelle Steigerung des Wirkungsgrads auf eine Verbesserung in der Legierung der lichtabsorbierenden Halbleiterschicht zurück. Diese hat die elektronischen Eigenschaften verbessert. mm