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Zweischichtige Solarzellen verbessern die Energieeffizienz

US-Forscher haben den Wirkungsgrad herkömmlicher Solarzellen um rund 20 % gesteigert. Möglich macht das eine neue zweilagige Beschichtung, die sich günstig herstellen lässt.

17.12.2018
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Zweischichtige Solarzellen verbessern die Energieeffizienz (Bild: NREL (NREL is a national laboratory of the U.S. Department of Energy))

An der UCLA Samueli School of Engineering in Los Angeles haben Materialwissenschaftler einen neuen Typ von Dünnschicht-Solarzellen entwickelt, der mehr Energie aus Sonnenlicht erzeugt als herkömmliche Zellen. Die Basis des Elements bildet eine 2 µm dünne Schicht aus Kupfer, Indium, Gallium und Selenid (CIGS). Darauf sprühte das Team um Professor Yang Yang eine 1 µm-Schicht Perowskit, eine kostengünstige Verbindung aus Blei und Jod. Verbunden werden die beiden Schichten durch eine nanoskalige, ebenfalls an der UCLA entwickelte Schnittstelle. Sie trägt dazu bei, dass das Solarelement eine höhere Spannung aufweist und dadurch eine größere Energiemenge exportieren kann. Die beiden Schichten sind auf einem etwa 2 mm dicken Glassubstrat befestigt.

Die CIGS-Basisschicht allein erbringt einen Wirkungsgrad von rund 18,7 %. Zusammen mit der Perowskit-Schicht steigt der Wirkungsgrad auf 22,4 %. Die Mehrleistung wurde mittlerweile durch unabhängige Tests im National Renewable Energy Laboratory (NREL) des US-Energieministeriums bestätigt. Professor Yang Yang geht davon aus, dass sich der Wirkungsgrad dieser zweischichtigen Zellen noch weiter erhöhen lässt, nämlich auf 30 %.

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