Empa forscht an neuen Solarzellen

03 Mai 2024 09:53

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Dübendorf ZH - Forschende des Labors für Dünnfilme und Photovoltaik der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) arbeiten an der Entwicklung neuer effektiver Solarzellen. Diese Tandem-Solarzellen sollen auf Perovskit statt auf Silizium basieren.

Forschende der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) arbeiten an der Entwicklung neuer Solarzellen auf Perovskitbasis. Wie aus einer Medienmitteilung hervorgeht, sollen diese Photovoltaikelemente einen höheren Wirkungsgrad als herkömmliche Zellen auf Siliziumbasis erzielen. Die Forschungsgruppe um Fan Fu vom Labor für Dünnfilme und Photovoltaik entwickelt in ihren Versuchen sogenannte Tandem-Solarzellen.

Diese kombinieren unterschiedliche Schichten, um einen höheren Wirkungsgrad zu erhalten, Dabei verarbeiten die Wissenschaftler zwei Perovskite, die unterschiedliche Bandlücken aufweisen. Diese sogenannte Bandlücke eines Materials hat die Eigenschaft, Photonen mit einer bestimmten Energie in Strom umzuwandeln. Die beiden Bandlücken der Tandem-Solarzelle können nun Photonen mit zwei verschiedenen Energieniveaus einfangen.

Mit dieser Technologie lässt sich mit der Perovskit-Tandemzelle ein Wirkungsgrad von 45 Prozent erreichen. Zum Vergleich: Eine Silizium-Einfachzelle erreicht 33 Prozent. Ein weiterer Vorteil, den sich die Empa-Forschenden von dem Projekt versprechen, liegt in der kostengünstigen Herstellung und dem geringeren Materialverbrauch der neuen Solarzellen. „Für Silizium-Solarzellen braucht es in der Regel hochreine Silizium-Monokristalle, die bei hoher Temperatur hergestellt werden“, wird Forschungsleiter Fan Fu in der Mitteilung zitiert. „Perovskit-Dünnschichten können dagegen gedruckt, verdampft oder aus der Lösung abgeschieden werden, mit einem entsprechend niedrigen CO2-Fussabdruck.“

Die leichtere Bauweise ermöglicht überdies eine Montage auf leichten flexiblen Folien statt auf starren Glasplatten. Damit liessen sich die neuen Solarzellen auf Gebäude mit geringer Tragkraft oder auch auf Autodächern montieren, heisst es in der Mitteilung. ce/eb

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