{"id":109320,"date":"2025-09-06T02:28:00","date_gmt":"2025-09-06T00:28:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/?p=109320"},"modified":"2025-09-05T15:59:24","modified_gmt":"2025-09-05T13:59:24","slug":"mehr-effizienz-von-perowskit-silizium-tandemsolarzellen-durch-passivierung","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/de\/wissenschaft\/mehr-effizienz-von-perowskit-silizium-tandemsolarzellen-durch-passivierung\/","title":{"rendered":"Mehr Effizienz von Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen durch Passivierung"},"content":{"rendered":"\n

Ein internationales Team von Photovoltaik-Forschenden hat einen entscheidenden Fortschritt auf dem Weg zur Industrialisierung von Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen erzielt.<\/p>\n\n\n\n

Sie konnten beweisen, dass es m\u00f6glich ist, die Perowskit-Oberzelle in Kombination mit den Silizium-Unterzellen zu passivieren. Diese Unterzellen haben eine pyramidenf\u00f6rmige Oberfl\u00e4chenstruktur und sind derzeit der Industriestandard f\u00fcr Solarzellen. Dar\u00fcber hinaus entdeckten sie, dass die Passivierung \u2013 anders als beim Silizium \u2013 die gesamte Perowskit-Schicht beeinflusst. Dies f\u00fchrt zu weiteren Effizienzsteigerungen. Die PV-Forschenden der King Abdullah University of Science and Technology (KAUST), der Universit\u00e4t Freiburg und des Fraunhofer-Instituts f\u00fcr Solare Energiesysteme ISE pr\u00e4sentierten ihre technologischen und wissenschaftlichen Innovationen zur Passivierung von Perowskit-Oberzellen im Journal Science<\/a>. <\/p>\n\n\n\n

Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen bestehen aus einer Perowskit-Oberzelle und einer Silizium-Unterzelle. Diese Zelltechnologie ist der n\u00e4chste gro\u00dfe technologische Fortschritt in der Photovoltaik, da Silizium-Solarzellen maximal 29,4 Prozent des Sonnenlichts in Strom umwandeln k\u00f6nnen. Dieses physikalische Limit hat die Photovoltaik-Industrie schon fast erreicht.<\/p>\n\n\n\n

F\u00fcr die gro\u00dffl\u00e4chige Produktion dieser Tandemsolarzellen w\u00e4re es vorteilhaft, eine Standard-Siliziumsolarzelle f\u00fcr die Unterzelle zu verwenden, da deren Herstellungsprozesse bereits gut etabliert sind. Diese Solarzellen sind strukturiert, da dies ihre Oberfl\u00e4che vergr\u00f6\u00dfert und Effizienz steigert. Die Strukturierung erschwert allerdings das Aufragen der Perowskit-Oberzelle. Eine qualitativ hochwertige Oberfl\u00e4chen-Passivierung der Perowskit-Schicht auf der pyramidenf\u00f6rmigen Oberfl\u00e4che des Siliziums war bisher noch nicht gelungen.<\/p>\n\n\n\n

\u00bbBislang wurde die effektive Passivierung auf volltexturierten Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen noch nicht vollst\u00e4ndig genutzt, wobei fr\u00fchere Erfolge weitgehend auf Solarzellen mit flachen Oberfl\u00e4chen beschr\u00e4nkt waren. Aber wir haben jetzt eine ausgezeichnete Passivierung erreicht, indem wir 1,3-Diaminopropan-Dihydroiodid auf die unebene Perowskit-Oberfl\u00e4che abgeschieden haben\u00ab, sagte Dr. Oussama Er-Raji, Hauptautor des Papers und Wissenschaftler am Fraunhofer ISE. Die passivierten Tandemsolarzellen erreichten einen Wirkungsgrad von bis zu 33,1 Prozent mit einer Leerlaufspannung von 2,01 Volt.<\/p>\n\n\n\n

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler beobachteten auch, dass die Passivierung der Perowskit-Oberzelle die Leitf\u00e4higkeit und damit den F\u00fcllfaktor der Zelle verbesserte. Sie bewiesen, dass diese Verbesserung auf einen tiefergehenden Feldeffekt zur\u00fcckzuf\u00fchren ist, der aus der Passivierung resultiert. Bei Siliziumsolarzellen wirkt die Passivierung nur auf die oberen Schichten, w\u00e4hrend bei Perowskit-Solarzellen die Oberfl\u00e4chenbehandlung die gesamte Schicht beeinflusst und deren Effizienz steigert.<\/p>\n\n\n\n

\u00bbDiese Erkenntnis bietet eine solide Grundlage f\u00fcr alle zuk\u00fcnftigen Forschungen in diesem Bereich\u00ab, sagte Prof. Stefaan De Wolf, Professor f\u00fcr Materialwissenschaften und Ingenieurwesen sowie angewandte Physik an der KAUST. \u00bbEs verbessert unser Verst\u00e4ndnis der Prozesse, die in der Oberzelle stattfinden, w\u00e4hrend Licht in Elektrizit\u00e4t umgewandelt wird, und erm\u00f6glicht es Forschenden, dieses Wissen zu nutzen, um bessere Tandem-Solarzellen zu entwickeln.\u00ab<\/p>\n\n\n\n

\u00bbDie Oberfl\u00e4chen-Passivierung von Solarzellen ist nicht nur ein nettes Zusatzfeature; sie ist ein wesentlicher Booster f\u00fcr deren Effizienz und Stabilit\u00e4t\u00ab, f\u00fcgt Prof. Stefan Glunz, Professor f\u00fcr Photovoltaische Energiewandlung an der Universit\u00e4t Freiburg und Direktor der Photovoltaik-Abteilung am Fraunhofer ISE, hinzu. \u00bbF\u00fcr die heutigen Siliziumsolarzellen war die Oberfl\u00e4chenpassivierung der Schl\u00fcssel zu hohen Wirkungsgraden in der industriellen Produktion, und es ist ermutigend, dass die PV-Industrie auch von diesen positiven Effekten f\u00fcr Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen profitieren wird.\u00ab<\/p>\n\n\n\n