Weltrekord-Technik für Energiewende

Berliner Forscher entwickelten Perowskit/Silizium-Tandemsolarzellen an der Schwelle zu 30 % Wirkungsgrad

In Science berichtet ein HZB-Team, wie es im Februar 2020 (siehe: solarify.eu/perowskit-tandemsolarzelle-mit-2915-prozent) den aktuellen Weltrekord von 29,15 % in einer Tandemsolarzelle aus Silizium und Perowskit erreichen konnte. Die Tandemzelle zeigt selbst ohne Verkapselung über 300 Stunden eine stabile Leistung. Die Gruppe um Steve Albrecht hat dafür physikalische Prozesse an den Grenzflächen untersucht und gezielt den Ladungsträgertransport verbessert. weiterlesen…

Sprung nach vorn für Perowskit-Silizium-Solarzellen

Eingekapselte Perowskit-/Silizium-Tandemsolarzellen in saudischer Freilandtestanlage getestet

Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen versprechen Leistungsumwandlungswirkungsgrade, die weit über der theoretischen Grenze von reinem Silizium liegen. Aber ihre Leistung im Freien in einem heißen und sonnigen Klima ist noch nicht vollständig untersucht worden – bis jetzt. Ein Team der King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) unter Leitung von Professor Stefaan De Wolf hat effiziente, monolithische Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen mit zwei Anschlüssen hergestellt und im Freien getestet. Die aus dieser Forschung hervorgegangene Tandemzelle ist sowohl stabiler als herkömmliche Perowskit-Zellen als auch für den Einsatz in der Industrie optimiert. weiterlesen…

Silizium-Perowskit-Tandemsolarzellen in einem Arbeitsgang beidseitig beschichten

Perowskite, zugleich kostengünstig herstellbar und sehr effizient, gelten als aussichtsreiche Materialien für Solarzellen. Sie eignen sich vor allem für Tandem-Solarzellen, die Zellen aus Silizium und Perowskit miteinander kombinieren. Dadurch wird das Sonnenlicht besonders umfassend zur Gewinnung von elektrischer Energie genutzt. Bislang lassen sich die Vorteile solcher Zellen nur in kleinem Maßstab im Labor nutzen. Mit zwei neuen hochinnovativen Fertigungsanlagen schaffen Forscher am Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB) nun die Grundlage für eine künftige Produktion im industriellen Maßstab. weiterlesen…

Elektronen auf der Überholspur

Mikroskopische Strukturen könnten Perowskit-Solarzellen noch leistungsfähiger machen

Solarzellen auf Basis von Perowskitverbindungen könnten die Stromgewinnung aus Sonnenlicht bald noch effizienter und günstiger machen. Bereits heute übersteigt die Effizienz dieser Perowskit-Solarzellen im Labor die der gängigen Solarzellen aus Silizium. Ein internationales Team um Stefan Weber vom Max-Planck-Institut für Polymerforschung in Mainz hat nun mikroskopische Strukturen in Perowskit-Kristallen gefunden, die den Ladungstransport in der Solarzelle lenken können. Eine geschickte Ausrichtung dieser Elektronen-Autobahnen könnte Perowskit-Solarzellen noch leistungsfähiger machen. weiterlesen…

Perowskit-Tandemsolarzelle mit 29,15 Prozent

Rekord-Wirkungsgrad – einzigartige Rekordjagd in 12 Jahren – bald 30%?

Im Rennen um immer höhere Wirkungsgrade von Solarzellen liegt ein HZB-Entwicklungsteam wieder vorne. Einer Medienmitteilung zufolge haben Gruppen von Steve Albrecht und Bernd Stannowski eine Tandemsolarzelle aus den Halbleitern Perowskit und Silizium entwickelt, die 29,15 Prozent des eingestrahlten Lichts in elektrische Energie umwandelt. Dieser Wert ist offiziell durch das CalLab des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) zertifiziert. Damit ist die Überwindung der 30% Effizienz-Marke in greifbare Nähe gerückt. weiterlesen…

Internationaler Konsens über Alterungs-Messprotokolle

Jetzt Masstäbe für Perowskit-Solarzellen

Fachleute aus 51 Forschungseinrichtungen (darunter aus dem HZB) haben sich auf Verfahren geeinigt, mit denen die Stabilität von Perowskit-Solarzellen gemessen und ihre Qualität bewertet werden kann. Die Konsenserklärung wurde in Nature Energy publiziert und gilt als Meilenstein für die weitere Entwicklung dieses neuen Solarzellen-Typs auf dem Weg zur industriellen Anwendung. weiterlesen…

Neue Perowskit-Solarzelle – bleifrei

US-Wissenschaftler sehen Durchbruch für Silizium-Konkurrenz

Ein neuartiges Material für Solarzellen der nächsten Generation erübrigt den Einsatz von Blei. Perowskitzellen stehen zwar seit dem ersten Einsatz des Materials 2009 im Mittelpunkt der Aufmerksamkeit und sind effizienter als aktuelle Solarmodule. Die erfassen durchschnittlich 15% bis 18% der Sonnenenergie, während Perowskitsolarzellen bereits einen Wirkungsgrad von bis zu 28% erreichen. Aber es gibt große Hindernisse für die kommerzielle Nutzung dieser Materialien: Die Materialien sind nicht stabil und enthalten wasserlösliches Blei – eine Gesundheitsgefährdung. weiterlesen…

“Grundlage für rationale Konstruktionsregeln”

Absolute Energieniveau-Positionen in Perowskiten auf Zinn- und Bleibasis

Eine interessante Eigenschaft von Metallhalogenid-Perowskiten, für viele Anwendungen wichtige und vielversprechende Materialien für zukünftige optoelektronische Anwendungen, ist die Abstimmbarkeit der Bandlücke durch Kompositionstechnik. Während experimentelle Berichte über Veränderungen in der Absorption oder Photolumineszenz eine recht gute Übereinstimmung für verschiedene Verbindungen zeigen, sind die physikalischen Ursachen dieser Veränderungen nicht gut charakterisiert. In einem in nature communications erschienen Artikel bestimmen Forscher aus Eindhoven und Köln die Ionisationsenergie- und Elektronenaffinitätswerte aller primären zinn- und bleihaltigen Perowskite unter Verwendung von Photoelektronenspektroskopiedaten. weiterlesen…

Effekt der Strontiumdotierung auf photokatalytische Leistung von Neodymmanganit

Seltenerd-Perowskite als Photokatalysatoren

Ernsthafte Umweltprobleme und täglicher Energiebedarf sind entscheidende Themen, denen wissenschaftliche Aufmerksamkeit zuteil wird, um neue ungiftige, kostengünstige, stabile und effiziente Materialien zur Lösung dieser Probleme zu entwickeln. Photokatalyse-Studien haben sich zu einem wichtigen Thema im Bereich der sauberen Energieanwendungen entwickelt. Seltene Erd-Perowskite ABO3 werden seit kurzem als Photokatalysatoren eingesetzt, diese Materialklasse ist aufgrund ihrer ungewöhnlichen physikalischen und chemischen Eigenschaften eine Schlüsselart von Oxiden. Ein Bericht in Nature Scientific Reports. weiterlesen…

Ferroelektrizität verbessert Perowskit-Solarzellen

Erwin-Schrödinger-Preis der Helmholtz-Gemeinschaft und des Stifterverbandes für KIT-Forscher

Silizium gilt als Platzhirsch unter den Solarzell-Technologien. Doch schnell haben metallorganische Perowskit-Solarzellen aufgeholt und im Labor ebenfalls Wirkungsgrade von 25 Prozent erreicht, auch dank der Forschung des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT). Ein multidisziplinäres Team von sechs Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des KIT hatte etwa Belege für ferroelektrische Mikrostrukturen gefunden und konnte damit die Eigenschaften moderner Perowskit-Solarzellen erklären. Für diese herausragende Leistung erhielt das Team am 19.09.2019 den mit 50 000 Euro dotierten Erwin-Schrödinger-Preis der Helmholtz-Gemeinschaft und des Stifterverbandes. weiterlesen…