Aiko will Wirkungsgrad von Silizium-Solarzellen mit Photonenmultiplikation über 30 Prozent treiben
Foto: AikoFür den Wirkungsgrad von Solarzellen aus kristallinem Silizium gab es in den letzten Jahren immer wieder neue Rekordmeldungen. Bisher gilt jedoch ein Wert als Obergrenze: 29,4 Prozent. Diesen würde eine Silizium-Solarzelle erreichen, die alle mit dem Sonnenlicht auftreffenden Photonen mit der passenden Wellenlänge ausnutzt.
Das Solartechnologie-Unternehmen Aiko will diese Grenze nun überschreiten. Dafür will es mit dem Forschungskonsortium Australian Centre for Advanced Photovoltaics (ACAP) zusammenarbeiten. Vier Millionen US-Doller sollen in die Forschungs- und Entwicklungsinitiative fließen.
Wirkungsgrad von bis zu 38 Prozent soll möglich sein
Der Clou dabei ist die sogenannte Photonenmultiplikation (PM). Bei den bisherigen Solarzellen kann jedes Photon, das auf die Zelle trifft, lediglich ein einzelnes Elektron in Bewegung setzen. Mit der Photonenmultiplikation sollen aus Photon mit sehr hoher Energie nun mehrere Photonen mit weniger Energie werden. Diese könnten dann mehrere Elektronen aus ihrer Struktur lösen und als Strom nutzbar machen. Damit ließe sich die Wirkungsgrad-Grenze von 29,4 Prozent für Solarzellen aus kristallinem Silizium überschreiten.
Die Pressemitteilung von Aiko ist knapp gehalten, doch ein Papier des ACAP verrät weitere Details über die Technologie. Mit der Photonenmultiplikation sollen demnach ähnliche Wirkungsgrade möglich sein wie mit Tandem-Solarzellen. Allerdings sei die Methode stabiler gegenüber wechselnden Einstrahlungen, spektralen Veränderungen und Temperaturschwankungen. Bei einer Silizium-Solarzelle mit einem Wirkungsgrad von 26,6 Prozent habe sich dieser bereits um bis zu 4,2 Prozent steigern lassen. Wirkungsgrade von bis zu 38 Prozent sollen möglich sein, wenn die Technologie mit Silizium-Photovoltaik-Zellen kombiniert wird.
Die Initiative ist Teil des ACAP Industry Consortiums, einer Allianz zwischen Wissenschaft und Industrie, die die Photovoltaik-Technologie vorantreiben soll. Die Forschungsergebnisse sollen sich direkt in bestehende Herstellungsprozesse der Photovoltaik-Industrie integrieren lassen, so Aiko.
Eine Reihe von Wirkungsgrad-Rekorden für Solarzellen und -module gibt es hier auf dem Solarserver. Bei Silizium-Solarzellen sind mittlerweile über 27 % Wirkungsgrad erreicht. Tandemzellen aus Silizium und Perowskit liegen deutlich über 30 Prozent.
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