NREL und CSEM stellen neuen Wirkungsgrad-Rekord mit Tandem-Solarzelle auf

Wissenschaftler am National Renewable Energy Laboratory (NREL) des US-Energieministeriums und am Schweizer Forschungs- und Entwicklungszentrum für Elektronik und Mikrotechnologie (CSEM) haben einen neuen Weltrekord mit einer Tandem-Solarzelle (III-V/Si) aufgestellt.

Ihr Wirkungsgrad beträgt 29,8 Prozent. Die obere Solarzelle besteht aus Gallium-Indium-Phosphid und wurde am NREL entwickelt, die untere besteht aus kristallinem Silizium und wurde am CSEM mit der Heterojunction-Technologie entwickelt.
Der neue Solarzellen-Aufbau und der Beitrag des CSEM waren für den Rekord maßgeblich. Diese ersten Ergebnisse zeigen, dass noch höhere Wirkungsgrade erzielt werden können, wenn Solarzellen der beiden Forschungsinstitute kombiniert werden, betonen die Forscher.

Wirkungsgrad liegt über der theoretischen Obergrenze für kristalline Solarzellen
Die beiden Solarzellen wurden unabhängig voneinander hergestellt und dann am NREL verbunden. Der Rekord wurde in „Solar cell efficiency tables“ veröffentlicht.
„Innerhalb der Kategorie der mechanisch gestapelten Solarzellen ist das ein Rekord“, sagte David Young vom NREL.
„Der Wirkungsgrad dieser Tandem-Solarzelle liegt über der theoretischen Obergrenze für kristalline Solarzellen von 29,4 Prozent.“
Young ist Mitautor des Papers „Realization of GaInP/Si dual-junction solar cells with 29.8 percent one-sun efficiency“, das die Herstellungsschritte bis zu diesem Rekord detailliert beschreibt. Mitautoren vom NREL sind Stephanie Essig, Myles Steiner, John Geisz, Scott Ward, Tom Moriarty, Vincenzo LaSalvia und Pauls Stradins. Das Paper wurde beim „IEEE Journal of Photovoltaics” zur Veröffentlichung eingereicht.
Essig weckte das Interesse des CSEM, als sie das Paper „Progress Towards a 30 percent Efficient GaInP/Si Tandem Solar Cell“ im März auf der 5^th International Conference on Silicon Photovoltaics in Deutschland präsentierte.
„Wir sind überzeugt, dass die Silizium-Heterojunction-Technologie die effizienteste Si-Technologie für Tandem-Solarzellen ist“, sagte Christophe Ballif vom CSEM.
„CSEM hat mit Wissenschaftlern des NREL zusammengearbeitet, um zu zeigen, dass Tandem-Solarzellen mit einem Wirkungsgrad von 30 % machbar sind“, ergänzte Matthieu Despeisse vom CSEM.