Tandemzellen

Ein internationales Forscherteam an der Monash University in Australien, unter Leitung von Dr. Udo Bach, hat eine Methode entwickelt, um den Leistungs-Output der nächsten Solarzellengeneration zu erhöhen. Die Wissenschaftler der Monash University haben in Zusammenarbeit mit Kollegen der Universitäten in Wollongong/AUS und Ulm Tandemzellen aus farbstoffsensibilisierten Solarzellen hergestellt, die eine dreimal höhere Effizienz bei der Energieumwandlung gegenüber bisherigen Tandemzellen dieser Art aufweisen. Der Schlüssel zu dieser Innovation lag in der Entdeckung eines neuen Farbstoffes, der den Betrieb von invertierten farbstoffsensibilisierten Solarzellen deutlich effizienter macht. Laut Bach könnte dieser Durchbruch die Zellen zu einer guten und konkurrenzfähigen Alternative zu herkömmlichen Siliziumzellen machen.

Der Tandem-Ansatz – das Stapeln mehrerer Solarzellen – wird bei traditionellen Photovoltaikanlagen bereits erfolgreich zur Maximierung der Energieausbeute angewandt. Hierfür gab es bei farbstoffsensibilisierten Solarzellen bisher jedoch Hindernisse, da kein Verfahren ein invertiertes System herstellen konnte, bei dem die Farbstoffmoleküle – wenn Licht auf sie trifft – positive Ladungen effizient an einen Halbleiter weitergeben können. Bei ihrem Projekt stapelte das Forscherteam zwei Arten von farbstoffsensibilisierten Solarzellen - eine invertierte und eine Standardzelle. Dadurch konnten sie erstmals eine Tandemzelle schaffen, die die Effizienz ihrer einzelnen Komponenten überstieg. „Indem wir einen Weg gefunden haben, invertierte farbstoffsensibilisierte Solarzellen sehr effizient arbeiten zu lassen, haben wir der Schaffung von farbstoffsensibilisierten Tandemzellen als wirtschaftliche Alternative die Tür geöffnet", erläutert Bach die Bedeutung der Arbeit. „Auch wenn diese neue Tandemtechnologie noch in den Kinderschuhen steckt, ist ein erster wichtiger Schritt in Richtung der Entwicklung der nächsten Solarzellengeneration getan, die günstig und mit energieeffizienten Produktionsmethoden hergestellt werden kann.“