Sonnenenergie
Gemeinsam sind sie stark

Durch Kombination zweier Materialien konnten Berliner Helmholtz-Wissenschaftler den Wirkungsgrad von Solarzellen deutlich über den gängiger Siliziumzellen anheben. Bricht eine neue Solar-Ära an?

 Solarzellen - Durch die Decke
Solarzellen Durch die Decke (Petra Bork/Pixelio)

Die Silizium-Solarzellen, wie wir sie heute auf zahlreichen Dächern finden, sind in den vergangenen Jahren zunehmend effizienter geworden. Doch inzwischen haben sie – im Labor – ihre Grenze mit einem Wirkungsgrad von 26,7 Prozent erreicht. Auf dem Dach erzielen handelsübliche Siliziumsolarzellen einen Wirkungsgrad zwischen 15 und 22 Prozent. Der Wirkungsgrad gibt an, wie viel von der auf der Modulfläche eintreffenden Sonnenenergie in elektrische Energie umgewandelt werden.

Nachdem die Silizium-Solarzellen – von Versuchsanordnungen mit anderen Materialien abgesehen – über Jahre die Leistungsspitze bestimmten, erhalten zunehmend Solarzellen auf Basis des häufig vorkommenden Minerals Perowskit Aufmerksamkeit. Innerhalb weniger Jahre wurde ihr Wirkungsgrad auf 25,5 Prozent angehoben. Doch inzwischen haben auch diese Solarzellen ihr Limit fast erreicht – es sei denn, die beiden Materialien werden kombiniert.

Die Berliner Forscher konnten den Wirkungsgrad einer Tandemzelle aus Silizium und Perowskit auf 29 Prozent anheben. Silizium verwertet vor allem infrarotes Licht. Perowskit kann dagegen ein breites Spektrum sichtbarer Wellenlängen nutzen. Bisher war die Verknüpfung von Silizium und Perowskit daran gescheitert, weil Perowskit, aufgetragen auf Silizium, unter Bestrahlung instabil wird. Die Helmholtz-Mitarbeiter beschichteten deshalb die Silizium-Zellen mit einer hauchdünnen isolierenden Schicht, die das Perowskit schützt. Projektleiter Steve Albrecht hält eine weitere Steigerung des Wirkungsgrades für machbar.

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