24,9 Prozent ! Neue Calciumtitanat-CIS-Stapelzellensätze mit Rekordeffizienz
Jul 06, 2022
Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) in Deutschland haben eine laminierte Solarzelle auf der Basis von Chalkogenid- sowie Kupfer/Indium/Selen (CIS)-Dünnschichten entwickelt.
Die Zelle wird als die erste Photovoltaikzelle ihrer Art beschrieben, die einen Wirkungsgrad von fast 25 Prozent erreicht. Die neue Photovoltaikzelle hat einen qualifizierten Wirkungsgrad von 23,5 Prozent und einen maximalen Wirkungsgrad von 24,9 Prozent.
Die Effizienz wurde vom Fraunhofer ISE (Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme) verifiziert.
Die Wissenschaftler verwendeten CIS mit einer Bandlücke von etwa 1,03 eV und einer kleinen Menge Gallium sowie trikationisches Chalkogenid mit einer Bandlücke von etwa 1,59 eV, wobei sie eine Antireflexbeschichtung (ARC) verwendeten, um die Lichtkopplung zu verstärken Erhöhen Sie den allgemeinen Photostrom. Die Zelle hat einen Leistungswandlungswirkungsgrad von 24,9 Prozent, eine Leerlaufspannung von 1,57 V, einen Kurzschlussstrom von 21,1 mA und eine Füllvarianz von 75,2 Prozent. Die oberen und unteren Zellen haben einen dotierten Fotostrom von 20,4 mA bzw. 20,7 mA.
Im September 2020 erreichte die neue Calcium-Titanite-CIGS-Stapelzelle des National Renewable Energy Laboratory einen Weltrekordwirkungsgrad von 24,16 Prozent, der vom CalLab-Labor des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) offiziell zertifiziert wurde.
Die gestapelten Zellen kombinieren zwei verschiedene Halbleiter, die unterschiedliche Teile des Spektrums in elektrische Energie umwandeln.
Photovoltaikzellen aus Kupfer, Indium, Gallium und Selen können als dünne Schichten mit einer Gesamtdicke von nur {{0}} Mikrometern abgeschieden werden. Die Chalkogenidschicht ist mit nur 0,5 Mikrometer noch dünner. So sind neue laminierte Solarzellen aus CIGS und Chalkogenid deutlich unter 5 Mikrometer dick und können zur Herstellung flexibler Solarmodule verwendet werden.