Europäische Partner entwickeln neues Tandem-Solarmodul

Niederländisches und deutsches Forschungsteam bringt monolithisches Perowskit-Silizium-Tandem-Bifacial-Solarmodul auf den Markt

Ein Konsortium niederländischer und deutscher Unternehmen unter der Leitung der Niederländischen Organisation für Angewandte Wissenschaftliche Forschung (TNO) wird einer TNO-Medienmitteilung vom 14.03.2023 folgend in Kürze ein neues Tandem-Solarmodul aus monolithischen Perowskit-Silizium-Solarzellen auf den Markt bringen, das als ein Schritt zur Rückkehr der Photovoltaik-Produktion nach Europa, zum Wiederaufbau einer wettbewerbsfähigen Lieferkette innerhalb des Kontinents und zur Förderung der Kohlenstoffreduzierung bis 2030 gewertet werden kann.

Perowskit-Solarzelle im HZB-Institut für Si-PV – Foto © Gerhard Hofmann, Agentur Zukunft, für Solarify

Das Tandem-Solarmodul besteht aus monolithischen Perowskit-/Silizium-Solarzellen, die übereinander angeordnet sind. Mit dieser Anwendung können höhere Wirkungsgrade erreicht werden als mit den derzeitigen Solarmodulen auf Siliziumbasis, was zu einer höheren Leistung pro Quadratmeter und niedrigeren Kosten pro kWh führt.

Fit4Market

FIT4Market, ein vierjähriges Forschungsprojekt der niederländischen Unternehmensagentur (RVO), wird dazu beitragen, die CO2-Reduzierung bis zum Jahr 2030 voranzutreiben und damit die nationalen Klimaziele zu unterstützen. Außerdem ist es ein neuer Schritt, um die PV-Produktion wieder nach Europa zu holen und eine wettbewerbsfähige PV-Lieferkette aufzubauen.

Normalerweise erhöhen PV-Module ihren durchschnittlichen Umwandlungswirkungsgrad um 0,5 % pro Jahr. Dies führt zu einer kontinuierlichen Senkung des Preises pro kWh für die PV-Energieerzeugung. Der Wirkungsgrad herkömmlicher PV-Module auf Siliziumbasis wird jedoch in 3 bis 5 Jahren seine technologische Grenze erreichen. Es wird immer kostspieliger werden, diesen positiven Trend aufrechtzuerhalten, der sich zwangsläufig verlangsamen wird.

Ein hoher Umwandlungswirkungsgrad, Kosteneffizienz und eine geringere CO2-Bilanz sind für Europa aus zwei Gründen besonders wichtig. Zum einen wegen der begrenzten Verfügbarkeit geeigneter PV-Flächen und der hohen Grundstückskosten, zum anderen wegen der EU-Klimaziele und der gesellschaftlichen Sensibilisierung für den Klimawandel, die den Übergang zu nachhaltiger Energie vorantreiben.

Tandems

Tandemsolarzellen können aufgrund der besseren Ausnutzung des Sonnenspektrums höhere Wirkungsgrade erreichen als Einzelzellen. Die derzeit entstehenden Tandemzellen kombinieren kommerzielle Siliziumtechnologie für die untere Schicht mit Perowskit-Technologie als zusätzliche Schicht. Perowskit bietet eine hocheffiziente Umwandlung von ultraviolettem und sichtbarem Licht und eine ausgezeichnete Transparenz für Nahinfrarotlicht. Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines vereinfachten Ansatzes für die Tandemtechnologie, um die Markteinführung zu beschleunigen. Dabei soll auf den bisherigen Erfahrungen der Partner aufgebaut und die Komplexität der Verarbeitung minimiert werden.

„Der Zweck des gemeinsamen FIT4Market-Forschungsprojekts ist es, die besten Praktiken bei der Entwicklung von zweipoligen Zellen unter Verwendung von Perowskit- und Siliziumzellen zu identifizieren, um Tandemmodule mit wettbewerbsfähigen Stromgestehungskosten und branchenführender Zuverlässigkeit und Leistung zu entwickeln“, sagt Jorg Muller, Leiter der Zellforschung bei Qcells. „Qcells wird sein Fachwissen über Siliziumzellen in das Projekt einbringen, wobei unser Benelux-Team die Feldtests zur Messung der realen Energieleistung und -ausbeute beaufsichtigen wird.“

Maarten Ribbens, Leiter der Benelux-Länder, sagte: „Qcells derzeitige Marktposition ist das Ergebnis eines tiefen Verständnisses des adressierbaren Marktes und der Kundenbedürfnisse. Wir freuen uns sehr, Teil dieses Konsortiums zu sein und die Entwicklung dieser neuartigen Solartechnologie zu unterstützen. “

TNO entwickelt seine Tandemtechnologie seit 2016, und eine Handvoll Industriepartner hofft, diese Technologie schließlich in der Massenproduktion einsetzen zu können. Die Tandem-PV-Modultechnologie muss jedoch noch in relevantem Umfang weiterentwickelt werden, bevor sie industrietauglich ist und auf dem Markt eingeführt werden kann.
Gianluca Coletti

„Die in diesem Projekt verwendete monolithische Tandemzellentechnologie basiert auf handelsüblichen PERC c-Si Zellen mit planarer Vorderseite, wodurch die Komplexität im Umgang mit der Siliziumoberflächentextur vermieden wird. Die Module werden auch bifazial sein, um die Strom- und Energieausbeute zu erhöhen, und werden außerdem eine Glas-Glas-Kapselung zum Schutz der Perowskit-Zellen vor Feuchtigkeit aufweisen.“ (Gianluca Coletti)

->Quellen: