Nachwuchsgruppe MeSa-Zuma: Neuer Weltrekord für Tandemsolarzellen
Kurz nach der Projektlaufzeit hat die BMBF-geförderte Nachwuchsgruppe MeSa-Zuma einen wichtigen Durchbruch geschafft: 29,8 Prozent Wirkungsgrad bei Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen – der ersehnten 30-Prozent-Marke zum Greifen nah. MeSa-Zuma untersuchte die Perowskit-Dünnschichten im HySPRINT-Innovationlab am Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB) und stellte den Weltrekord gemeinsam mit zwei weiteren HZB-Forschungsgruppen auf.
„Ein Wirkungsgrad von 30 Prozent ist wie eine psychologische Grenze für diese faszinierende neue Technologie. Das könnte die Photovoltaikindustrie in naher Zukunft revolutionieren", erklärt Steve Albrecht, Leiter von MeSa-Zuma (Entwicklung von spektral optimierten, hocheffizienten und langzeitstabilen Perowskit/Silizium-Tandem-Solarzellen). Das BMBF hat die Nachwuchsgruppe im Rahmen der Maßnahme „Materialforschung für die Energiewende" über einen Zeitraum von fünf Jahren mit rund 1,4 Millionen Euro gefördert. Im August 2021 ist das Anschlussprojekt PEROWIN gestartet, das sich neuen Prozess- und Charakterisierungsmethoden für die Realisierung von hocheffizienten Tandemsolarzellen widmet.
Der aktuelle Rekordwert von 29,8 Prozent ist nun offiziell zertifiziert und im NREL-Chart, einer offiziellen Grafik für Solarzellen-Weltrekorde, verzeichnet. Die Materialklasse der Metallhalogenid-Perowskite steht seit 2008 im Fokus der Photovoltaik-Forschung, da sie in Kombination mit Silizium eine effizientere Nutzung des Sonnenlichts erlauben. Am HZB arbeiten seit 2015 mehrere Gruppen intensiv an den Perowskit-Halbleitern, an Siliziumtechnologien und an der Kombination zu innovativen Tandemsolarzellen – die Rekordzelle wurde komplett am HZB entwickelt.
Für das Berliner Helmholtz-Zentrum ist es nicht der erste Rekord in diesem Bereich: Erst im Januar 2020 war ein Rekordwert von 29,15 Prozent für eine Perowskit-Silizium-Tandemsolarzelle erreicht und in der renommierten Fachzeitschrift Science publiziert worden.