Neuer Weltrekord für den Wirkungsgrad von Solarmodulen

Das britische Start-up Oxford PV, das 2015 von Experten der Universität Oxford im Vereinigten Königreich gegründet wurde, hat einen neuen Weltrekord für die Herstellung von Photovoltaikmodulen mit einem Wirkungsgrad von 26,90 % bekannt gegeben. Die neue Technologie verwendet Tandem-Silizium-Perowskit-Solarzellen.

Unabhängig verifiziert
Der Wirkungsgrad der neuen PV-Panel-Technologie von Oxford PV wurde vom deutschen Fraunhofer CalLab unabhängig gemessen und zertifiziert. Das Tandem-Panel, das Perowskit und Silizium kombiniert, übertraf die bisher besten Silizium-Paneele, die auf einer ähnlichen Fläche einen Wirkungsgrad von etwa 25 % erreichen.

Ein 60-Zellen-Wohnungsmodul, das unter Verwendung der Tandem-Solarzellen von Oxford PV mit Perowskit auf Silizium hergestellt wurde, erreichte einen beispiellosen Wirkungsgrad von 26,9 % und übertraf damit die derzeit besten Siliziummodule mit einer ähnlichen Fläche.

Britischen Experten ist es gelungen, ein bahnbrechendes Glas-zu-Glas-Paneel zu entwickeln, das 60 Solarzellen auf einer Fläche von 1,6 m2 verwendet. Das neue Paneel wiegt weniger als 25 kg und ist ideal für den Einsatz in Photovoltaikanlagen auf Hausdächern.

Es wird in Deutschland hergestellt
Oxford PV stellt seine patentierten, hocheffizienten Tandem-Solarzellen auf Silizium- und Perowskit-Basis in seiner Produktionsstätte in Brandenburg an der Havel, Deutschland, her.

"Diese Leistung baut auf unserem bisherigen Wirkungsgrad von 25 % für ein Modul in Industriegröße auf, den wir im Januar 2024 bekannt gegeben haben. In den letzten zehn Jahren hat unser Team mehrere Rekorde für die Effizienz von Tandemzellen auf Perowskit- und Siliziumbasis aufgestellt. Unser Ziel ist es nun, diese hocheffiziente Solartechnologie in die kommerzielle Massenproduktion zu bringen“, so Chris Case, CTO von Oxford PV.

Die britischen Experten von Oxford PV planen, die neue Modultechnologie weiter zu verfeinern. Theoretisch können Tandemzellen Wirkungsgrade von über 43 % erreichen, was deutlich über der Obergrenze von etwa 30 % liegt, die für herkömmliche Siliziumsolarzellen gilt. Oxford PV beabsichtigt, den Wirkungsgrad seiner Solarzellen in naher Zukunft auf über 30 % zu erhöhen.

Vielversprechende Perowskite
Perowskit-Zellen sind eine relativ junge Technologie, die im Jahr 2009 mit einem Wirkungsgrad von vier Prozent entwickelt wurde. In nur zwei Jahren haben Wissenschaftler ihren Wirkungsgrad auf sechzehn Prozent gesteigert, wofür Silizium Jahrzehnte brauchte.

Ende 2018 erreichten Wissenschaftler einen neuen Weltrekord für den Wirkungsgrad von Perowskit-Zellen von mehr als 23 Prozent (zum Vergleich: traditionelle Siliziumzellen gibt es seit mehr als 60 Jahren und haben einen Spitzenwirkungsgrad von mehr als 25 Prozent). Jetzt haben die Experten von PV Oxfort den Wirkungsgrad von Tandem-Perowskit-Silizium-Paneelen auf 26,90 Prozent gesteigert.

Ein weiterer Grund für das Interesse der Forscher an Perowskit-Paneelen ist, dass diese Paneele viel einfacher herzustellen und daher billiger sind. Außerdem sind diese Solarzellen leicht, können gebogen werden und sind vor allem auch transparent. Nach Angaben von Saule Technologies, einem polnischen Unternehmen, das ebenfalls die Technologie der Perowskit-Paneele entwickelt, ist das Gewicht der Paneele sehr gering - etwa 1 kg/m 2 . Das ist ein großer Unterschied zu den herkömmlichen kristallinen Silizium-Paneelen, die etwa 10 kg/m 2 wiegen.

Darüber hinaus können Perowskit-Solarzellen dadurch theoretisch sehr hohe Wirkungsgrade erreichen. Die Kombination von Silizium und Perowskit in einer einzigen Zelle bedeutet, dass jedes Material in seinem optimalen Sonnenspektrum arbeitet.

Die Perowskit-Schicht befindet sich über der Siliziumschicht, so dass sie zunächst einen Teil des Sonnenlichts einfängt und umwandelt, während der Rest durch die Siliziumschicht läuft, die den Rest umwandelt. Dank dieser so genannten Tandemstruktur können Zellen, die Perowskit und Silizium kombinieren, wesentlich höhere Wirkungsgrade erzielen als reine Siliziumzellen.

Nach Ansicht des Experten eröffnet die Perowskit-Zelltechnologie völlig neue Möglichkeiten für die Photovoltaik. Perowskit-Paneele können auf praktisch jedem Gegenstand oder Material angebracht werden. Ob es sich um einen Laptop, ein Telefon, ein Auto, eine Drohne, ein Raumschiff, die Vorderseite einer Smartwatch oder die Rückseite eines Mobiltelefons handelt.