Forscher entwickelten eine neue Beschichtungstechnik, um den Wirkungsgrad von Tandemsolarzellen zu steigern. Ein Defektausgleich sorgt für höhere Effizienz.
Der Anteil erneuerbarer Energien nimmt derzeit weiterhin zu. Doch Windräder, Solaranlagen und Wasserkraftwerke benötigen häufig große Flächen. Ziel es es deshalb häufig, bestehende Technologien effizienter zu machen. Ein Beispiel ist der Wirkungsgrad Solarzellen.
Forscher entwickelte kürzlich etwa eine neue Methode, um den Wirkungsgrad von Silizium-Perowskit-Tandemsolarzellen zu erhöhen. Sie nutzen dafür spezielle organische Moleküle zur Oberflächenbeschichtung. Dadurch gelang es den Wissenschaftlern Oberflächendefekte auszugleichen und die Lichtnutzungseffizienz zu verbessern.
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Tandemsolarzellen absorbieren Licht deutlich effektiver
Indem Lichteinstrahlung die Elektronen aus einem Halbleitermaterial lösen, können Solarzellen elektrische Ladungen erzeugen. Tandemsolarzellen, die aus Silizium und Perowskit bestehen, nutzen das Lichtspektrum besonders effizient, indem sie unterschiedliche Wellenlängen absorbieren. Obwohl Tandemzellen theoretisch sehr effizient sind, entstehen bei der Beschichtung von Silizium-Wafern mit Perowskit oft Defekte im Kristallgitter.
Diese Defekte beeinträchtigen die Weiterleitung der Elektronen und verringern die Effizienz. Die neue Methode zur Oberflächenpassivierung basiert auf Thiophenethylammonium mit einer Trifluormethylgruppe (CF3-TEA) zur Beschichtung. Die Technik gleicht Defekte aus und sorgt für eine gleichmäßige Abdeckung auf strukturierten Oberflächen.
Neue Beschichtung ermöglicht Effizienz von 31 Prozent
Die CF3-TEA-Beschichtung reduziert durch ihre hohe Polarität und Bindungsenergie die Auswirkungen von Oberflächendefekten. Silizium-Perowskit-Tandemsolarzellen auf Czochralski-Silizium-Wafern können so einen relativ hohen Wirkungsgrad von 31 Prozent erreichen.
Im Vergleich zu traditionellen Silizium-Solarzellen sind diese Zellen erheblich effizienter und bieten über längere Zeiträume eine stabile Leistung. Die Entwicklung verspricht einen bedeutenden Fortschritt in der Solarzellentechnologie, indem sie die Leistung und Stabilität verbessert und gleichzeitig die Kosten senkt.
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