Oxford PV und Fraunhofer ISE entwickeln Vollformat-Tandem-PV-Modul mit Rekordwirkungsgrad von 25 Prozent

Ein Forschungsteam am Fraunhofer ISE fertigte nun ein Glas-Glas-PV-Modul mit einem Wirkungsgrad von 25 Prozent (bezogen auf die ‚designated illuminated area‘, designierte Fläche) aus den Oxford PV-Solarzellen. »Damit ist es effizienter als jedes Silizium-PV-Modul im industriellen Format, das je gebaut wurde«, sagt Prof. Dr. Stefan Glunz, Bereichsleiter Photovoltaik am Fraunhofer ISE. »Das für seine Herstellung massenfertigungskompatible Technologien eingesetzt wurden, belegt das enorme Potenzial der Tandem-Technologie für die PV-Industrie.«

Da die Perowskit-Schicht der Tandemzellen temperatursensibel ist, entwickelte das Forschungsteam für die Verschaltung und Einkapselung der Solarzellen Niedertemperatur-Prozesse, die mechanisch auch besonders schonend für die Zellen sind. »Diese sind für die industrielle Massenfertigung geeignet und können auf kommerziellen Anlagen umgesetzt werden, eine Anpassung heutiger PV-Modulfertigungslinien ist gut umsetzbar.« erklärt Dr. Achim Kraft, Gruppenleiter für Verbindungstechnik am Fraunhofer ISE. Verschaltet wurden die Solarzellen mittels leitfähigem Kleben »Diese Art der Verschaltung ist im Module-TEC des Fraunhofer ISE im industriellen Maßstab im Einsatz. Zukünftig werden wir auch die Alternative erproben, die Solarzellen bei niedrigen Temperaturen zu verlöten«, sagt Dr. Achim Kraft.

Für die Vermessung setzte das CalLab PV Modules des Fraunhofer ISE einen neuen multispektralen Sonnensimulator ein, mit dem sich die Effizienz von Tandem-PV-Modulen bestimmen lässt. Beide Zellschichten müssen dabei von unterschiedlichen LED-Lichtquellen unter möglichst genau den Bedingungen bestrahlt werden, unter denen sie auch bei natürlichem Sonnenlicht Strom produzieren würden, um so präzise und reproduzierbar die Leistung des Solarmoduls ermitteln zu können. Der Wirkungsgrad wurde über die designierte Fläche (da) von 1,68 Quadratmetern berechnet. Da die aktuell standardisierten Messmethoden nicht vollständig auf diese neuartige Technologie übertragbar sind, wurde das angewendete Verfahren zusätzlich mit Freilandmessungen validiert.

Die Projektteams von Fraunhofer ISE und Oxford PV streben nun die Zertifizierung des PV-Moduls an. Dazu laufen bereits intensive Tests zur Langzeitstabilität in den Klimakammern des TestLab PV Modules Im Fraunhofer ISE.

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