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Freitag, 03 Dezember 2021 08:00

Perowskit-Solarmodule: Hohe Effizienz auf großer Fläche

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Zellen fast ohne Verluste zu Modulen zu verschalten, gelingt mit einer innovativen Kombination von Verfahren. (Foto: Amadeus Bramsiepe, KIT) Zellen fast ohne Verluste zu Modulen zu verschalten, gelingt mit einer innovativen Kombination von Verfahren. (Foto: Amadeus Bramsiepe, KIT)

Von der Zelle zum Modul ohne Wirkungsgradeinbußen ist eine der wesentlichen Herausforderungen der Perowskit- Photovoltaik. Forschende am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben nun Perowskit-Solarmodule fast ohne Skalierungsverluste hergestellt.

Dazu kombinierten sie die Serienverschaltung per Laser mit der Vakuumprozessierung aller Schichten der Solarzelle. Sie erreichten einen Wirkungsgrad von 18 Prozent auf einer Fläche von vier Quadratzentimetern, bisheriger Weltrekord für vakuumprozessierte Perowskit-Solarmodule.

Skalierungsverluste entstehen einerseits dadurch, dass der Wirkungsgrad bei größeren Flächen sinkt und durch die Serienverschaltung nicht zur Stromerzeugung beitragende Totflächen entstehen. Durch das Aufdampfen aller Schichten der Solarmodule im Vakuum konnte der Einfluss beider Verlustmechanismen minimiert werden. Nach Kombination dieses Verfahrens mit der hochpräzisen Strukturierung und Serienverschaltung (Eingravieren von Linien) mittels eines Lasers konnte das Team erstmals ein großflächiges Perowskit-Solarmodul fast ohne Skalierungsverluste herstellen, ein wichtiger Schritt vom Labor in die Industrie.

Mit der Kombination von Vakuumprozessierung und Laserablation erzielten die Forschenden am LTI Wirkungsgrade von bis zu 16,6 % auf einer Bauteilfläche von über 50 Quadratzentimetern und von sogar 18 % auf einer Fläche von vier Quadratzentimetern – Weltrekord für vakuumprozessierte Perowskit-Solarmodule. Weitere Optimierungen sollen dazu beitragen, einen Wirkungsgrad von deutlich über 20 % auch auf größeren Flächen zu realisieren.

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