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Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie

Turbo für Dünnschicht-Solarzellen

Moderne Silizium-Solarzellen haben einen maximalen Wirkungsgrad von etwa 25 Prozent. Weltweit liefern sich Forscher ein Rennen, diesen Wirkungsgrad immer weiter zu erhöhen. Eine natürliche Grenze liegt jedoch bei etwa 30 Prozent, u. a. weil Solarzellen Licht mit Energien unterhalb einer materialspezifischen Grenze nicht absorbieren können. Wissenschaftler der Universität Sydney und des Helmholtz-Zentrums Berlin (HZB) haben jetzt in Laborversuchen eine Art „Turbo für Solarzellen“ entwickelt, die so genannte photochemische Hochkonversion:

Schmidt Sydney Turbo Solarzellen
Timothy Schmidt, Uni Sydney, und HZB-Forscher Klaus Lips konnten den Wirkungsgrad von Solarzellen aus amorphem Silizium mit Hilfe der Hochkonversion verbessern. Foto: Philipp Dera/HZB

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Zwei energiearme Photonen, die eigentlich in der Solarzelle wirkungslos bleiben, werden dabei zu einem energiereichen Photon gebündelt: Und dieses Photon kann in der Solarzelle dann zum Stromfluss beitragen. Der photochemische Solarzellenturbo nutzt organische Moleküle, um energiearme rote Photonen zu energiereicheren gelben Photonen zu verschmelzen. „Damit konnten wir erstmals einen Effizienzgewinn einer Solarzelle durch die photochemische Hochkonversion demonstrieren“, sagt Projektleiter Dr. Klaus Lips vom HZB-Institut für Silizium-Photovoltaik. Noch ist der Effizienzgewinn gering, jedoch könnte weitere Forschung in diese Richtung es ermöglichen, die 30 Prozent-Marke deutlich zu überbieten.

HZB/Red.