Tandem-Solarzelle mit 24 Prozent Wirkungsgrad

Nanometer in der Wissenschaft, ein Schritt in der Energiewende: Ein deutsches Forscherteam hat in eine Tandem-Solarzelle aus Perowskit und organischen Absorberschichten an den Grenzflächen eine Schicht aus Indiumoxid integriert. Der „Interconnect“ misst gerade einmal 1,5 Nanometer und macht die Zelle offenbar deutlich effizienter. Sie erreiche einen Wirkungsgrad bis 24 %, schreiben die Wissenschaftler und sprechen von einem „neuen Weltrekord“ bei dieser Art von Solarzellen.

Die neue Tandem-Solarzelle ist das Gemeinschaftswerk von Forschern der Universitäten Wuppertal und Köln, Projektpartner waren zudem Kolleginnen und Kollegen der Universitäten Potsdam und Tübingen sowie vom Helmholtz-Zentrum in Berlin und dem Max-Planck-Institut für Eisenforschung in Düsseldorf.

Zu Projektbeginn hatten die weltweit besten Perowskit-Organik-Tandemzellen einen Wirkungsgrad von circa 20 %. Um darüber hinaus zu kommen, „mussten innerhalb der Solarzelle die Verluste an den Grenzflächen zwischen den Materialien minimiert werden“, erklärte Selina Olthof vom Institut für Physikalische Chemie der Universität Köln. Der Interconnect aus Indiumoxid verbinde „die organische Subzelle mit der Perowskitzelle elektrisch und optisch“.

Die Experten geben sich zuversichtlich, aus ihrer neuen Lösung noch mehr herauskitzeln zu können. Simulationen der Wuppertaler Arbeitsgruppe zeigten, „dass mit diesem Ansatz in Zukunft Tandem-Zellen mit einem Wirkungsgrad jenseits der 30 Prozent erreichbar sind“, berichten sie.

Die aktuellen Forschungsergebnisse haben die Wissenschaftler am 13. April in der Fachzeitschrift Nature unter dem Titel „Perovskite/organic tandem solar cells with indium oxide interconnect“ veröffentlicht.