Description: Das Projekt "Entwicklung von spektral optimierten, hocheffizienten und langzeitstabilen Perowskit/Silizium Tandem Solarzellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH durchgeführt. Die Photovoltaik hat sich in den letzten Jahren mit der dominierenden Silizium-Technologie sehr erfolgreich entwickelt. Damit Menschen in Zukunft noch mehr Sonnenenergie nutzen können und so den Anteil der erneuerbaren Energien deutlich steigern, gilt es, die Stromgestehungskosten noch weiter zu senken. Ein möglicher Weg zur Kostensenkung ist, den Wirkungsgrad zu steigern, also beispielsweise mit Solarzellen möglichst viel elektrische Energie durch einfallendes Sonnenlicht zu erzeugen. Das Potential der reinen Silizium-Photovoltaik, den Wirkungsgrad noch weiter zu steigern, ist aber bereits weitgehend ausgeschöpft. Stapelt man in einem Bauelement aber Silizium-Solarzellen mit anderen Solarzellen zu sogenannten Tandems kann der Wirkungsgrad weiter gesteigert und auch die Kosten gesenkt werden. In solchen Tandemsolarzellen wandelt eine obere Solarzelle mit einer höheren Bandlücke Photonen mit hoher Energie (UV und blaues Licht) effizient in Elektrizität um, während eine untere Solarzelle mit einer niedrigeren Bandlücke niederenergetisches Sonnenlicht (rot bis infrarot) nutzt. Somit werden Photonen über ein breites Spektrum absorbiert und gleichzeitig wird der Energieverlust minimiert. Diesen Energieverlust zu minieren ist das Kernziel der neuen Nachwuchsgruppe am Helmholtz-Zentrum Berlin: es sollen hocheffiziente Tandemzellen, bestehend aus Perowskit- und Siliziumsolarzellen, realisiert werden. Dazu untersuchen die Forscher/innen die grundlegenden Zusammenhänge zwischen dem Einsatz neuer Materialien, experimenteller Analytik und bauteilrelevanter Simulationen. Die organisch-anorganische Halbleitermaterialien der Metall-Halid Perowskite hatten ihren Wirkungsgrund in nur acht Jahren von niedrigen 3,8 Prozent auf erstaunliche 22,1 Prozent in 2016 steigern können und gelten daher als neuer Popstar in der Photovoltaik. Dabei sind die Effizienzen der Perowskit Solarzellen nunmehr auf dem Niveau anderer Dünnschichttechnologien. Perowskite bieten dabei sogar den Vorteil der Prozessierung aus der Lösung bei niedrigen Temperaturen und könnten dementsprechend in Zukunft relativ kostengünstig hergestellt werden. Durch die Kombination von Perowskit und Silizum in einem Tandem-Bauelement könnten in Zukunft Effizienzen von über 30 Prozent erreicht werden ohne dabei erhebliche Mehrkosten bei der Herstellung zu verursachen. Zur Kommerzialisierung von Perowskit-basierten Materialien in der Photovoltaik müssen die Langzeitstabilität des Halbleiters verbessert und die Bauteiltechnologie optimiert werden. Außerdem könnte der toxische Schwermetallbestandteil des Halbleitermaterials die Umwelt belasten. Die Nachwuchsgruppe untersucht den Einsatz neuer Perowskit-Materialien und will durch gezielte experimentelle Analytik und bauteilrelevanten Simulationen ein Grundlagenverständnis generieren. Mit diesen gewonnenen Ergebnissen soll die Optimierung von hocheffizienten Tandemzellen bestehend aus Perowskit- und Silizium-Solarzellen, realisiert werden.
Types:
SupportProgram
Origin: /Bund/UBA/UFORDAT
Tags: Organische Photovoltaik ? Berlin ? Ökostrom ? Elektrizität ? Halogenid ? Photovoltaik ? Silizium ? Solarenergie ? Solarzelle ? Strahlungsabsorption ? Anlagenoptimierung ? Stromgestehungskosten ? Energieverlust ? Anorganische Verbindung ? Verfahrensoptimierung ? Metall ? Organische Verbindung ? Produktionstechnik ? Energie ? Wirkungsgrad ? Kostensenkung ? Minderungspotenzial ? Anteil erneuerbarer Energien ? Simulation ? Spektrum ? Halbleiter ? Bauelement ? Neuartige Materialien ? Effizienzsteigerung ? Solarenergienutzung ? Hybridsolarzelle ? Perowskit-Solarzelle ? Wechselwirkung ? Lebensdauer [Technik] ? Analytik ? Perowskit-Material ?
Region: Berlin
Bounding box: 10.44987° .. 10.44987° x 54.03573° .. 54.03573°
License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Time ranges: 2016-08-01 - 2021-07-31
Webseite zum Förderprojekt
https://www.tib.eu/de/filter/?repno=03SF0540 (Webseite)Accessed 1 times.