Ein Forscherteam der Universität Sydney hat Fortschritte auf dem Gebiet der Perowskit-Solarzellen erzielt und eine neuartige Dreifach-Solarzellenarchitektur entwickelt. Diese Perowskit-Solarzelle verbessert den Umwandlungswirkungsgrad und die thermische Stabilität und setzt damit neue Maßstäbe für die Entwicklung der Solartechnologie.

Diese Perowskit-Solarzelle, die zwei Schichten Perowskit mit einer Siliziumschicht kombiniert, erreicht einen Wirkungsgrad von 23,3 Prozent bei einer 16 Quadratzentimeter großen Zelle. Das Forschungsteam gibt an, dass dies derzeit der höchste Wirkungsgrad für Geräte ähnlicher Größe sei. Darüber hinaus erreicht der Wirkungsgrad einer 1 Quadratzentimeter großen Zelle 27,06 Prozent und stellt damit einen neuen Rekord für diese Größe dar.

In Bezug auf die Stabilität bestand die 1 Quadratzentimeter große Zelle den Temperaturwechseltest der Internationalen Elektrotechnischen Kommission (IEC) und behielt ihre Leistung auch nach 200 Zyklen extremer Temperaturschwankungen bei. Nach über 400 Stunden Dauerbeleuchtung behielt die Zelle über 95 % ihrer ursprünglichen Effizienz. Professorin Anita Ho-Baillie, die die Forschung leitete, sagte: „Dies beweist nicht nur, dass große, stabile Perowskit-Bauelemente möglich sind, sondern zeigt auch das enorme Potenzial für weitere Effizienzsteigerungen.“

Das Forschungsteam verbesserte die Batterieleistung durch Materialinnovationen. So ersetzte es Methylammonium durch Rubidium und Lithiumfluorid durch Dichlorpiperazin zur Oberflächenbehandlung. Diese Verbesserungen reduzierten Gitterdefekte und Degradation. In der Verbindungsstruktur der beiden Perowskitschichten verwendeten die Forscher eine Anordnung von Goldnanopartikeln, um den Ladungstransport und die Lichtabsorption zu optimieren.

Professor Ho-Baillie erklärte: „Dies ist das bisher größte Perowskit-Bauelement mit Dreifach-Übergang, das von einem unabhängigen Labor strengen Tests unterzogen und zertifiziert wurde. Dies bestärkt uns in der Annahme, dass diese Technologie für die praktische Anwendung skaliert werden kann.“ An der Perowskit-Solarzellenforschung waren Wissenschaftler aus mehreren Ländern beteiligt, darunter auch Forschungspartner aus China, Deutschland und Slowenien.

Mit weiterer Forschung und Entwicklung dürfte diese Perowskit-Solarzellentechnologie dem Solarenergiemarkt neue Entwicklungsmöglichkeiten eröffnen und die Anwendung kostengünstiger, hocheffizienter Photovoltaiktechnologie fördern.