Forscher in der Schweiz haben einen wichtigen Effizienzrekord für einen neuen Solarzellentyp gebrochen und einen Wirkungsgrad von 30,02 % erreicht – ein Niveau, das bisher nur bei teuren Satellitenmodulen erreicht wurde. Der Durchbruch, der einem Team der École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) und des Schweizerischen Zentrums für Elektronik und Mikrotechnologie (CSEM) gelang, kombiniert traditionelle Siliziumzellen mit Perowskit, einem Material, das in der Solarforschung schnell an Bedeutung gewinnt.
Der Perowskit-Vorteil
Perowskit gilt als „Wundermaterial“, da es die Effizienz von Solarzellen deutlich über die Grenzen standardmäßiger Silizium-basierter Designs hinaus steigern kann. Dieses neue Triple-Junction-Gerät nutzt die Fähigkeit von Perowskit, einen größeren Teil des Sonnenspektrums einzufangen und es effektiver in Elektrizität umzuwandeln als herkömmliche Zellen.
Dabei geht es nicht nur um höhere Zahlen. es geht um Kosten. Mehrfachsolarzellen in Satellitenqualität, die einen Wirkungsgrad von bis zu 37 % erreichen können, sind für die meisten terrestrischen Anwendungen unerschwinglich teuer – sie kosten etwa 1.000 Mal mehr pro Watt als Standardzellen. Der Ansatz des Schweizer Teams zielt darauf ab, diese Lücke zu schließen.
Vom Labor in die Industrie
Eine der größten Hürden bei Perowskit war die Skalierung der Produktion über die Laborumgebung hinaus. Obwohl das Material vielversprechend ist, war es eine Herausforderung, es in langlebige, massenproduzierbare Zellen umzusetzen. Allerdings haben die jüngsten Upgrades des Triple-Junction-Designs sowohl die Leistung als auch die Belastbarkeit dramatisch verbessert.
„Unsere erste Demonstration im Jahr 2018 hatte nur einen Wirkungsgrad von 13 %, daher ist es eine bemerkenswerte Leistung, heute in einem Triple-Junction-Gerät einen Wirkungsgrad von über 30 % zu erreichen“, sagte Christophe Ballif, Leiter des Labors für Photovoltaik und Dünnschichtelektronik an der EPFL.
Über 30 %: Die Zukunft der Solareffizienz
Das Potenzial hört nicht bei 30 % auf. Forscher gehen davon aus, dass Dreifachsolarzellen irgendwann einen Wirkungsgrad von 40 % erreichen könnten, was den Weg zu noch leistungsfähigeren und kostengünstigeren Solarenergielösungen ebnet. Dieser Erfolg stellt einen großen Schritt dar, Hochleistungs-Solartechnologie zugänglicher zu machen und möglicherweise die Zukunft der erneuerbaren Energien neu zu gestalten.
Die Auswirkungen dieses Durchbruchs sind weitreichend, da er die Kosten der Solarenergie senken und gleichzeitig deren Leistung steigern könnte – eine entscheidende Kombination für eine breite Akzeptanz und eine nachhaltige Energiezukunft.
