{"id":92711,"date":"2023-07-20T02:23:00","date_gmt":"2023-07-20T00:23:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/?p=92711"},"modified":"2023-07-19T12:24:49","modified_gmt":"2023-07-19T10:24:49","slug":"bifaziale-perowskit-solarzellen-weisen-auf-eine-hoehere-effizienz-hin","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/de\/wissenschaft\/bifaziale-perowskit-solarzellen-weisen-auf-eine-hoehere-effizienz-hin\/","title":{"rendered":"Bifaziale Perowskit-Solarzellen weisen auf eine h\u00f6here Effizienz hin"},"content":{"rendered":"\n

NREL-Forscher berechnen die Verst\u00e4rkung durch reflektiertes Licht, das auf die R\u00fcckseite des Ger\u00e4ts trifft<\/p>\n\n\n\n

Laut Wissenschaftlern des National Renewable Energy Laboratory (NREL) des US-Energieministeriums birgt eine bifaziale Perowskit-Solarzelle, die es erm\u00f6glicht, dass Sonnenlicht beide Seiten des Ger\u00e4ts erreicht, das Potenzial, h\u00f6here Energieertr\u00e4ge bei geringeren Gesamtkosten zu erzielen.<\/p>\n\n\n\n

Die duale Natur einer bifazialen Solarzelle erm\u00f6glicht die Erfassung von direktem Sonnenlicht auf der Vorderseite und die Erfassung von reflektiertem Sonnenlicht auf der R\u00fcckseite, sodass dieser Ger\u00e4tetyp seine monofazialen Gegenst\u00fccke \u00fcbertrifft.<\/p>\n\n\n\n

\u201eDiese Perowskit-Zelle kann von beiden Seiten sehr effektiv arbeiten\u201c, sagte Kai Zhu, leitender Wissenschaftler am Chemistry and Nanoscience Center am NREL und Hauptautor eines neuen Artikels, der in der Zeitschrift Joule ver\u00f6ffentlicht wurde: „Highly efficient bifacial single-junction perovskite solar cells\u201c<\/a>. Seine Co-Autoren vom NREL sind Qi Jiang, Rosemary Bramante, Paul Ndione, Robert Tirawat und Joseph Berry. Weitere Co-Autoren stammen von der Universit\u00e4t Toledo.<\/p>\n\n\n\n

Fr\u00fchere Forschungen zu bifazialen Perowskit-Solarzellen haben Ger\u00e4te hervorgebracht, die im Vergleich zu monofazialen Zellen, die derzeit einen Wirkungsgrad von 26 % aufweisen, als unzureichend gelten. Im Idealfall, so stellten die NREL-Forscher fest, sollte eine bifaziale Zelle auf der Vorderseite einen Wirkungsgrad haben, der dem der leistungsst\u00e4rksten monofazialen Zelle nahekommt, und auf der R\u00fcckseite einen \u00e4hnlichen Wirkungsgrad.<\/p>\n\n\n\n

Den Forschern gelang es, eine Solarzelle herzustellen, deren Wirkungsgrad bei beidseitiger Beleuchtung nahe beieinander liegt. Die im Labor gemessene Effizienz der Frontbeleuchtung erreichte \u00fcber 23%. Bei der Hintergrundbeleuchtung betrug die Effizienz etwa 91\u201393% der Frontbeleuchtung.<\/p>\n\n\n\n

Vor dem Bau der Zelle st\u00fctzten sich die Forscher auf optische und elektrische Simulationen, um die erforderliche Dicke zu bestimmen. Die Perowskitschicht auf der Vorderseite der Zelle musste dick genug sein, um die meisten Photonen aus einem bestimmten Teil des Sonnenspektrums zu absorbieren, aber eine zu dicke Perowskitschicht kann die Photonen blockieren. Auf der R\u00fcckseite der Zelle musste das NREL-Team die ideale Dicke der hinteren Elektrode bestimmen, um Widerstandsverluste zu minimieren.<\/p>\n\n\n\n

Laut Zhu wurde das Design der bifazialen Zelle von Simulationen geleitet, und ohne diese Unterst\u00fctzung h\u00e4tten die Forscher Zelle f\u00fcr Zelle experimentell produzieren m\u00fcssen, um die ideale Dicke zu bestimmen. Sie fanden heraus, dass die ideale Dicke f\u00fcr eine Perowskitschicht etwa 850 Nanometer betr\u00e4gt. Zum Vergleich: Ein menschliches Haar ist etwa 70.000 Nanometer gro\u00df.<\/p>\n\n\n\n

Um die durch bifaziale Beleuchtung erzielte Effizienz zu bewerten, platzierten die Forscher die Zelle zwischen zwei Sonnensimulatoren. Auf die Vorderseite wurde direktes Licht gerichtet, w\u00e4hrend auf der R\u00fcckseite reflektiertes Licht empfangen wurde. Die Effizienz der Zelle stieg mit zunehmendem Verh\u00e4ltnis von reflektiertem Licht zur Frontbeleuchtung.<\/p>\n\n\n\n

W\u00e4hrend Forscher sch\u00e4tzen, dass die Herstellung eines bifazialen Perowskit-Solarmoduls teurer w\u00e4re als die eines monofazialen Moduls, k\u00f6nnten sich bifaziale Module mit der Zeit als bessere finanzielle Investition erweisen, da sie 10\u201320 % mehr Strom erzeugen.<\/p>\n\n\n\n