Zunächst 25,2 %, dann 27,3 zertifiziert

Eine einen Quadratzentimeter große Perowskit-Silizium-Tandem-Solarzelle hat 25,2% Wirkungsgrad erreicht. Das wurde im Rahmen der World Conference on Photovoltaic Energy Conversion (WCPEC-7) am 14.06.2018 Juni auf Hawaii präsentiert. Wie das Helmholtz-Zentrum Berlin mitteilte, wurde die Zelle gemeinsam vom HZB, der Universität Oxford und Oxford PV – The Perovskite CompanyTM  entwickelt. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat den Wirkungsgrad am 14.06.2018 zertifiziert (siehe: solarify.eu/beschreibung-eines-kurzlebigen-weltrekords). Doch der Rekord war nicht von Dauer: Elf Tage später ein neuer Rekord: Oxford PV hatte zertifizierte 27,3% Effizienz erreicht und übertraf damit den Weltrekord von 26,7% einer Siliziumzelle.

Design der Solarzellen und Teststrukturen basierend auf Siebdruck-Silberkontakten auf einem Czochralski c-Si Wafer – Foto © helmholtz-berlin.de

„Perowskit-basierte Tandem-Solarzellen können das Licht besonders effizient nutzen und bieten daher die Chance, noch höhere Wirkungsgrade zu erreichen. Deshalb haben wir mit dem neuen Helmholtz-Innovationslabor HySPRINT unsere Expertise deutlich erweitert”, sagte Prof. Rutger Schlatmann, Direktor des Kompetenzzentrums Dünnschicht- und Nanotechnologie für Photovoltaik Berlin (PVcomB) am HZB. „In der Zusammenarbeit mit Oxford PV geht es uns darum, die Perowskit-Silizium-Tandemzellen weiter zu optimieren, ihre Aufskalierbarkeit zu demonstrieren und die Integration in großflächige Solarmodule zu erleichtern. Für dieses neue Ergebnis haben wir unsere high-efficiency Silizium-Heterojunction-Bottomzelle optimiert und eine optische Anpassung zu der Topzelle entwickelt mittels einer ganz spezifischen SiOx Zwischenschicht”.

Bei der WCPEC-7 in Waikoloa, Hawaii, waren Tandem-Solarzellen mit Perowskit-Schichten ein wichtiges Thema: Zwei Rekord-Zellen wurden vorgestellt, die jeweils 25,2% erreicht hatten. Eine dieser Rekord-Tandemzellen kam von dem Team um Prof.Christophe Ballif von der Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL/CSEM), während die andere Rekord-Tandem-Solarzelle gemeinsam von dem Konsortium aus HZB, Oxford PV und der Universität Oxford  entwickelt wurde. Diese Zelle stellte der HZB-Wissenschaftler Bernd Stannowski vor. Die dritte hocheffiziente Tandemzelle mit einer Perowskitschicht hatte 25,0 % erreicht und war von einem HZB-Team um Steve Albrecht entwickelt worden.

Oxford PV stellt neuen Weltrekord für Perowskit-Solarzelle auf

Am 25.06.2018 teilte Oxford PVTM mit, die Perovskite CompanyTM, “Marktführer im Bereich der Perowskit-Solarzellen”, habe einen neuen, zertifizierten Weltrekord für eine Perowkit-Solarzelle aufgestellt. Die 1 cm² geoße Perowskit-Silizium-Tandem-Solarzelle von Oxford PV habe einen Umwandlungswirkungsgrad von 27,3% erreicht, der vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE zertifiziert worden sei. Das übertreffe den Weltrekord von 26,7% einer Einfachsolarzelle aus Silizium.

Oxford PV-Chef Frank P. Averdung kommentierte: “Dieses Ergebnis bestätigt die Fähigkeit von Perowskit, die Leistung der siliziumbasierten Photovoltaik zu maximieren. Die weitere Verbesserung der Leistung der Photovoltaik ist von grundlegender Bedeutung, um das Wachstum des solar erzeugten Stroms aufrechtzuerhalten.”

Chris Case, Chief Technology Officer bei Oxford PV, fügte hinzu: “Wir treiben unsere Perowskit-Silizium-Solarzellentechnologie mit einer Roadmap voran, die über 30% Wirkungsgrad hinausgeht und die Welt in eine rein elektrische Zukunft führt. Oxford PV setzt bei der Lieferung seiner Perowskit-Solartechnik auf die Unterstützung von Entwicklungspartnern, Zulieferern und Kunden.

Der Rekord zeige die beachtlichen Fortschritte, die das Unternehmen bei der Kommerzialisierung seiner Perowskit-Solarlösung erzielt habe, so die Medienmitteilung weiter: “Oxford PV ist dabei, seine Perowskit-Silizium-Solarzellentechnologie vom Labor auf die Großserienfertigung zu skalieren. Das Unternehmen produziert auf seiner 17.000 m²großen industriellen Pilotlinie in Deutschland kommerzielle Solarzellen im Format 156 x 156 mm für die Validierung durch seinen Entwicklungspartner – einen bedeutenden Hersteller von Silizium-Solarzellen und -Modulen.”

156 mm x 156 mm große Perowskit-Silizium-Tandem-Solarzellen in der industriellen Pilotlinie von Oxford in Deutschland. Die Solarzelle des Technologieführers Perovskite CompanyTM übertrifft die bisher leistungsstärkste Single-Junction-Silizium-Solarzelle – Foto © oxfordpv.com.

Folgt: Land Brandenburg fördert Oxford-PV-Produktionsanlage mit 3,1 Millionen Euro

Land Brandenburg fördert Oxford-PV-Produktionsanlage mit 3,1 Millionen Euro

Oxford Photovoltaics hat erneut eine Förderung (3,1 Millionen Euro von der Investitionsbank des Landes Brandenburg – ILB) für den Aufbau einer Produktionslinie für Perowskit-Solarzellen im ehemaligen Bosch-Forschungs- und Entwicklungswerk in Brandburg/Havel erhalten, meldete am 08.02.2018 pv magazine – diesmal vom Land Brandenburg. Erst vor wenigen Wochen hatte die Europäische Investitionsbank dem Unternehmen ein 15-Millionen-Euro-Darlehen gewährt. 15 Millionen Euro will der Photovoltaik-Hersteller in seine neue Produktionsstätte für Entwicklung, Herstellung und Vertrieb von Solarzellen investieren. Kommendes Jahr möchte Oxford PV die industrielle Produktion starten. „Die Förderung der ILB für die Pilotlinie in Brandenburg ermöglicht es uns, die Perowskit-Technologie von der Laborgröße auf die marktübliche Wafergröße aufzuskalieren und schließlich bis zur Produktreife weiterzuentwickeln“, sagte Averdung.

Oxford PV will ab 2019 in Brandenburg Perowskit-Solarzellen im industriellen Maßstab produzieren – Foto© Oxford PV

Bereits vor wenigen Wochen hatte Oxford PV ein Darlehen über 15 Millionen Euro von der Europäischen Investitionsbank bekommen. Seit Anfang des Jahres kooperiert das Unternehmen bei der Entwicklung der Perowskit-Produktion mit dem Helmholtz-Zentrum Berlin.

Silizium-Heterojunction (SHJ)-Solarzellen werden aus kristallinen Silizium-Wafern mit passivierten Kontakten für beide Polaritäten auf Basis von i/n- und i/p Schichtstapeln aus dünnen Siliziumschichten hergestellt. Diese bestehen aus amorphem Silizium, nanokristallinem Silizium oder Siliziumoxid. Aufgrund der hohen Qualität des Silizium Wafers und der vor allem der hervorragenden Oberflächen-Passivierung erreichen SHJ-Solarzellen sehr hohe Wirkungsgrade bei höchsten Leerlaufspannungen (>740 mV) und sehr niedrigem Temperaturkoeffizienten (<0,3 %/K). Für die kommerzielle Produktion ermöglicht die sehr kurze Prozessabfolge, bestehend aus nur vier Haupt-Prozessschritten, alle unterhalb einer Prozesstemperatur von 200 °C, eine kostengünstige Zellproduktion.

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