Imec und Solliance erreichen 9,7 % Wirkungsgrad mit einer CZTSe-Dünnschicht-Solarzelle

04.07.2013 / Archiv / Photovoltaik / Top Solar News

Imec (Leuven, Belgien) und das Forschungs- und Entwicklungskonsortium Solliance (Eindhoven, Niederlande) haben eine Dünnschicht-Solarzelle auf Basis von Kupfer, Zink, Zinn und Selen (CZTSe) mit einem Wirkungsgrad von 9,7 % hergestellt, die sie auf der Intersolar North America vom 09. -12.07.2013 vorstellen werden.

Die Solarzelle mit einer photoaktiven Schicht aus Cu2ZnSnSe4 ist 1 Quadratzentimeter groß. Die CZTSe-Technologie sei eine mögliche Alternative zu Dünnschichtzellen auf Basis von Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS) und habe den Vorteil, dass die dafür notwendigen Rohstoffe reichlich vorhanden seien, berichten die Entwickler.
„Das ist ein großer Gewinn für uns”, sagte Marc Meuris von Solliance. „Wir arbeiten schon seit 2011 auf diesen Meilenstein hin. Damals begannen wir, bei imec/imomec alternative Materialien für die Dünnschicht-Photovoltaik zu erforschen.“
“Unsere Wirkungsgrade sind die höchsten in Europa und nähern sich dem Weltrekord für diese Technologie.“

Absorberschicht mit nur einem Mikrometer
Imec und das zugehörige Labor imomec (Hasselt, Belgien) haben die CZTSe-Schicht hergestellt, indem sie Kupfer, Zink und Zinn auf ein Molybdän-Glas-Substrat aufbrachten. Dieses wurde anschließend in einer Gashülle gehärtet, die mit Selenwasserstoff (H2Se) angereichert war. Auf diese Weise entstand eine 1 Mikrometer dünne Absorberschicht.
Anschließend verarbeitete das Helmholtz-Zentrum (Berlin) die Teile mit einem Standardverfahren weiter zu Solarzellen. Metallkontakte und Antireflexbeschichtung wurden bei imec aufgebracht.
Der höchste Wirkungsgrad, der mit dieser Solarzelle erreicht wurde, betrug 9,7 % bei einem maximalen Kurzschlussstrom von 38,9mA/cm2, einer Leerlaufspannung von 0,41 Volt und einem Füllfaktor von 61 %.