Perowskit/Silizium-Tandemzellen auf dem Weg in die Massenproduktion
Die am HZB betriebene Clusteranlage ermöglicht es, großflächige Perowskit/Silizium-Tandemsolarzellen herzustellen. Die Anlage ist weltweit einzigartig und trägt dazu bei, neue industrienahe Prozesse, Materialien und Solarzellen zu entwickeln. © B. Stannowski / HZB
Um Tandem-Solarzellen vom Labormaßstab in die Produktion zu überführen kooperiert das HZB mit dem Solarmodulhersteller Meyer Burger, der große Expertise in der Heterojunction-Technologie (HJT) für Silizium-Module besitzt. Im Rahmen dieser Kooperation sollen serienreife Silizium-Bottom-Zellen auf Basis der Heterojunction-Technologie mit einer Top-Zelle auf Basis der Perowskit-Technologie kombiniert werden.
Meyer Burger ist ein Hersteller von qualitativ hochwertigen Solarmodulen auf Basis der Silizium-Heterojunction-Technologie (HJT). Das Forschungs- und Entwicklungsteam von Meyer Burger hat bereits in den vergangenen Jahren gemeinsam mit dem Team von Bernd Stannowski am Helmholtz-Zentrum Berlin HJT- Zellen entwickelt.
Das HZB besitzt große Expertise im Bereich Perowskit-Solarzellen. In der jüngsten Zeit wurden, maßgeblich durch die Arbeiten der Gruppe um Steve Albrecht, Labor-Tandemsolarzellen, die Heterojunction und Perowskit kombinieren, mit Rekordwirkungsgrade von über 31 Prozent erzielt. Allerdings haben solche Rekord-Tandemzellen nur die laborüblichen Flächen von 1 cm² und werden zum Teil mit Prozessen hergestellt, die nicht skalierbar sind.
„Wir freuen uns daher, dass wir mit Meyer Burger kooperieren, um diese fantastische Technologie in die Anwendung zu überführen“, sagt Bernd Stannowski, der die Kooperation am HZB leitet. Dabei kommt auch eine neue Clusteranlage (KOALA) zum Einsatz. Diese weltweit einzigartige Anlage, gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) und dem Forschungsministerium (BMBF), ermöglicht es, auf Industrie üblichen großen Wafern Perowskit/Silizium-Tandemsolarzellen im Vakuum herzustellen.
„Meyer Burger fertigt in Europa und schafft dadurch hochwertige Arbeitsplätze. Dabei verwertet das Unternehmen Technologien, die in Europa entwickelt wurden“, sagt Rutger Schlatmann, Direktor des Kompetenzzentrum Photovoltaik Berlin (PVcomB) am HZB. Der neue Kooperationsvertrag ist auf drei Jahre angelegt.
- Optische Innovationen für Solarmodule – Was bringt den Ausbau am meisten voran?Im Jahr 2023 erzeugten Photovoltaikanlagen weltweit mehr als 5% der elektrischen Energie und die installierte Leistung verdoppelt sich alle zwei bis drei Jahre. Optische Technologien können die Effizienz von Solarmodulen weiter steigern und neue Einsatzbereiche erschließen, etwa in Form von ästhetisch ansprechenden, farbigen Solarmodulen für Fassaden. Nun geben 27 Fachleute einen umfassenden Überblick über den Stand der Forschung und eine Einschätzung, welche Innovationen besonders zielführend sind. Der Bericht, der auch für Entscheidungsträger*innen in der Forschungsförderung interessant ist, wurde von Prof. Christiane Becker und Dr. Klaus Jäger aus dem HZB koordiniert.
- Samira Aden ist Mitglied der ETIP PV - The European Technology & Innovation Platform for Photovoltaics ESG Arbeitsgruppe.Samira Jama Aden, Architektin in der Beratungstelle für bauwerkintegrierte Photovoltaik (BAIP), ist der Arbeitsgruppe “Environmental, Social and Governance (ESG)” der ETIP PV - The European Technology & Innovation Platform for Photovoltaics beigetreten.
- BESSY II: Magnetische „Mikroblüten“ verstärken Magnetfelder im ZentrumEine blütenförmige Struktur aus einer Nickel-Eisen-Legierung, die nur wenige Mikrometer misst, kann Magnetfelder lokal verstärken. Der Effekt lässt sich durch die Geometrie und Anzahl der „Blütenblätter“ steuern. Das magnetische Metamaterial wurde von der Gruppe um Dr. Anna Palau am Institut de Ciencia de Materials de Barcelona (ICMAB) mit Partnern aus dem CHIST-ERA MetaMagIC-Projekts entwickelt und nun an BESSY II in Zusammenarbeit mit Dr. Sergio Valencia untersucht. Die Mikroblüten ermöglichen vielfältige Anwendungen: Sie können die Empfindlichkeit magnetischer Sensoren erhöhen, die Energie für die Erzeugung lokaler Magnetfelder reduzieren, und am PEEM-Messplatz an BESSY II die Messung von Proben unter deutlich höheren Magnetfeldern ermöglichen.