Fraunhofer ISE eröffnet Labor für Perowskit-Silizium-Photovoltaik

Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat ein neues Forschungs- und Entwicklungszentrum für Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen eröffnet. Ziel des Labors »Pero-Si-Scale« ist es, den Übergang von der Laborentwicklung in die industrielle Fertigung zu beschleunigen und Herstellern in Deutschland und Europa eine unabhängige Infrastruktur für die Entwicklung und Skalierung neuer Photovoltaiktechnologien bereitzustellen. Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen gelten als vielversprechender Ansatz zur weiteren Effizienzsteigerung in der Photovoltaik. Durch die Kombination einer nur 500 Nanometer dünnen Perowskit-Schicht mit einer klassischen Silizium-Solarzelle steigt das theoretische Wirkungsgradlimit von bisher 29,4 auf 43,3 Prozent. Im neuen Labor können Solarzellen- und Modulhersteller neue Zellkonzepte auf industrienahe Prozesse übertragen, großformatige Zellarchitekturen bis zu Wafergrößen von 210 × 210 Millimetern entwickeln sowie umfassend analysieren und in Module integrieren.

Perowskit-Silizium-Tandemzellen für industrielle Fertigung skalieren

Das Pero-Si-Scale schließt die Lücke zwischen früher Forschung und industrieller Umsetzung. Die Infrastruktur baut auf Entwicklungen der Technologiereifegrade TRL1 bis TRL4 auf und überführt diese in hochdurchsatzfähige Fertigungsprozesse. Ergänzend stehen umfangreiche Analyse- und Charakterisierungsmöglichkeiten zur Verfügung. Das Fraunhofer ISE setzt dabei auf die sogenannte Hybrid-Route, die Vakuum- und nasschemische Prozesse kombiniert. Mit diesem Verfahren wurden im Labormaßstab bereits Wirkungsgrade von über 33 Prozent erreicht. Ein Vorteil des Ansatzes liegt darin, dass weiterhin etablierte, texturierte Silizium-Solarzellen aus bestehenden Produktionslinien eingesetzt werden können. Dadurch soll die Integration in bestehende Fertigungsstrukturen erleichtert und der Energieertrag künftiger Module gesteigert werden. Nach Einschätzung des Instituts könnten Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen zugleich neue Impulse für eine stärkere europäische Photovoltaikproduktion setzen. Angesichts des anhaltenden Wettbewerbsdrucks auf die Solarindustrie soll die neue Infrastruktur dazu beitragen, Forschungsergebnisse schneller in marktfähige Technologien zu überführen.