Forschung & Entwicklung

Rekord für flexible Dünnschichtsolarzellen

Eine verbesserte CIGS-Solarzelle erreicht einen Wirkungsgrad von 20,8 %.

Das Empa-Labor für Dünnschichten und Fotovoltaik unter der Leitung von Ayodhya N. Tiwari hat seinen eigenen Rekordwert gebrochen. Die Forscher verbesserten den Wirkungsgrad der Energieumwandlung bei CIGS-Solarzellen auf flexiblem Polymersubstrat auf 20,8 %. Das ist 0,4 % höher als die bisher erreichte Marke. Die Technologie der Wahl ist Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (Cu(In,Ga)Se2) oder CIGS, die die Herstellung von flexiblen, leichten Solarzellen auf Polymerfolien ermöglicht.

Der neue Rekordwert resultiere aus der Kombination von drei wesentlichen Verbesserungen, erklärt Romain Carron, Leiter der CIGS-Forschungsaktivität im Empa-Labor. Zunächst haben die Forscher die chemische Zusammensetzung der Absorberschicht angepasst, um ihre elektronischen und optischen Eigenschaften zu verbessern. Dann haben sie neue Methoden zur Alkalimetalldotierung entwickelt. Und schließlich wurden die Eigenschaften der Grenzfläche zwischen Absorber und Pufferschicht/Frontkontakt angepasst, um die Leistung der Zelle zu steigern.

„Eine derart hohe Effizienz, wie wir sie in unserem Labor nun erreicht haben, zeigt das Potenzial der Technologie auf. Künftige Entwicklungen werden insbesondere darauf abzielen, unser neues Verfahren vom Labor- auf den industriellen Maßstab zu übertragen, um die Stromerzeugung und Rentabilität von Fotovoltaikanlagen zu steigern“, sagt Tiwari.

von mn

Originalveröffentlichung:

[R. Carron, S. Nishiwaki, T. Feurer, R. Hertwig, E. Avancini, J. Löckinger, S.‐C. Yang, S. Buecheler, A. N. Tiwari, Advanced Alkali Treatments for High‐Efficiency Cu(In,Ga)Se2 Solar Cells on Flexible Substrates, Adv. Energy Mater. (2019), DOI: 10.1002/aenm.201900408]

www.empa.ch

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