Abstract

Für eine groß angelegte Anwendung der Photovoltaik als erneuerbare Energiequelle ist der Wirkungsgrad der Solarzellen sehr wichtig. Da sich mehrere Technologien ihrer Effizienzgrenze nähern, rückt die Entwicklung von Tandem-Solarzellen in den Fokus von Forschung und Entwicklung. Im Rahmen des Projekts PEROPTAM wird ein neuartiger Ansatz zum Bau einer Tandem-Photovoltaikvorrichtung untersucht. Eine Perowskit-Solarzelle mit breiter Bandlücke wird mit einer semitransparenten organischen Solarzelle zu einer monolithisch verschalteten Struktur kombiniert. Dieser Ansatz bietet mehrere Vorteile. Es können bifaciale Solarzellen realisiert werden, die die einfallende Strahlung auf der Vorder- und Rückseite des Bauelements abdecken. Darüber hinaus erlaubt der Ansatz die Herstellung mehrerer verschiedener Schichtstapel mit hohen Wirkungsgraden und die Verwendung verschiedener Halbleitermaterialien. In einem ersten Schritt werden die semitransparente organische Solarzelle und die Perowskit-Solarzelle unabhängig voneinander optimiert. Zur Steuerung dieses Optimierungsprozesses wird ein optisches Modell erstellt. In einem zweiten Schritt wird eine Tandemsolarzelle mit einem Wirkungsgrad von >20 % entwickelt und detailliert charakterisiert. Das Projekt wird auch effiziente halbtransparente organische Solarzellen und bifaciale Tandemvorrichtungen hervorbringen, die für Anwendungen in Gebieten mit hoher Albedo von besonderem Interesse sein könnten.