Gleich mit zwei neuen Wirkungsgradrekorden haben die Entwickler flexibler Solarzellen und Solarfolien in den letzten Tagen auf sich aufmerksam gemacht. So hat ein Team um Ayodhya Tiwarin, Professor an der Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (EMPA) in Zürich den Laborrekord von flexiblen Dünnschichtsolarzellen auf 20,4 Prozent verbessert. Die bisherige Rekordzelle hatte eine Effizienz von 18,7 Prozent. Hergestellt wurde sie vom gleichen Team des Forschungsinstituts in der Schweiz.
Halbleiterschicht weiter optimiert
Die neue Rekordzelle ist eine CIGS-Zelle. Die Schweizer haben die Eigenschaften der Halbleiterschicht bestehend aus Kupfer, Indium, Gallium und Diselenid weiter optimiert. Was sie dabei genau getan haben, bleibt aber vorerst noch das Geheimnis der Forscher. Die Details werden nach Auskunft der EMPA in wenigen Wochen publiziert. Der Rekord wurde aber von Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (Fraunhofer ISE) in Freiburg bestätigt. Damit liegt der Wirkungsgrad der flexiblen Zelle im Labormaßstab sogar über dem Rekordwert von 20,3 Prozent für CIGS-Solarzellen auf Glas. Dabei haben die flexiblen Zellen den Vorteil, dass sie deren Herstellung aufgrund der niedrigeren Prozesstemperaturen preiswerter ist, als die der auf Glas abgeschiedenen Zellen. Allerdings zeigen sich gerade bei der Dünnschichttechnologie immer wieder hohe Effizienzverluste bei der Hochskalierung vom Labor in die Massenproduktion. Das wird jetzt die nächste Aufgabe der Schweizer Forscher sein. Mit Flisom, einem Hersteller von flexiblen Dünnschichtmodulen in Dübendorf, hat das EMPA auch schon einen Industriepartner in unmittelbarer Nachbarschaft gefunden.
Neue Rekordzelle aus Dresden
Nicht nur die herkömmlichen Technologien haben neue Rekordwerte geschafft. Mit einer Effizienz von 12 Prozent auf einer 1,1 Quadratzentimeter großen Laborzelle ist es Heliatek in Dresden ebenfalls gelungen, eine neue Bestmarke für organische Solarzellen aufzustellen. Die Sachsen haben damit ebenfalls ihren eigenen bisherigen Effizienzrekord von 11,7 Prozent verbessert. Die Sachsen arbeiten schon lange mit sogenannten Tandemzellen, bei denen mehrere Absorberschichten, die allerdings aus den gleichen Oligomeren bestehen, übereinander liegen. Jetzt haben sie ein vom eigenen Chemielabor in Ulm entwickeltes weitere Oligomer aufgebracht, das Licht mit einer anderen Wellenlänge absorbiert, als die bisherigen Oligomere. Mit der neuen Absorberschicht verbreitert sich das Lichtspektrum, das die gesamte Zelle in Strom umwandeln kann. Heliatek entwickelt schon seit 2006 organischen Solarzellen und hat im letzten Jahr seine erste Produktionslinie angefahren. Die ersten Produkte wurden Ende 2012 an verschiedene Industriepartner ausgeliefert, die die Solarfolien aus Dresden in neue Bauprodukte integrieren. (Sven Ullrich)
Einen ausführlichen Beitrag zur Markteinführung organischer Solarfolien lesen Sie im nächsten Heft von Erneuerbare Energien.
