Tandemsolarzellen bestehen aus zwei übereinander gestapelten Solarzellen. Sie können Wirkungsgrade erreichen, die deutlich oberhalb der absoluten Wirkungsgradgrenze für einzelne Solarzellen von etwa 30 %, dem sogenannten Shockley-Queisser-Limit, liegen.

Einzelne Dünnschichtsolarzellen mit den Absorbermaterialien Perowskit sowie Kupfer-Indium-Gallium-Selenid (CIGSe) haben inzwischen hohe Wirkungsgrade von über 23 % erreicht und können mit vergleichsweise einfachen Verfahren hergestellt werden.

Durch Kombination beider Materialen bietet sich jedoch die aussichtsreiche Möglichkeit, kostengünstige Perowskit-CIGSe-Tandem-Solarzellen und -Photovoltaik(PV)-Module mit Wirkungsgraden deutlich oberhalb des Shockley-Queisser-Limit herzustellen.

Die Herstellung eines solchen monolithischen Perowskit-CIGSe-PV-Moduls, das typischerweise aus einer Abfolge dünner Schichten die auf einem Glas-Trägermaterial abgeschieden werden, ist jedoch äußerst komplex und erfordert die Lösung einer Vielzahl grundlegender als auch technologischer Herausforderungen.

Ziele des Vorhabens waren:

• Ausarbeitung und Prüfung der Übertragung des Verschaltungsdesigns von Einfach-Solarzellen auf Tandem-Solarzellen
• Identifizierung und Evaluierung geeigneter Prozessparameter für die Laserstrukturierung von Perowskit-CIGSe-Tandem-Solarzellen
• Nachweis der elektrischen Funktionalität von verschalteten Perowskit-CIGSe-Tandem-Solarzellen

• Prof. Dr. Bert Stegemann (Projektleitung)

FNK

• Helmholtz-Zentrums Berlin für Materialien und Energie GmbH (HZB)