Um Solarstrom günstig anbieten zu können, versuchen
Wissenschaftler und Ingenieure seit langem, eine preiswerte
Solarzelle zu entwickeln, die einerseits hocheffizient ist,
andererseits einfach und in grossen Mengen produziert werden kann.
Nun ist dem Team von Empa-Forscher Ayodhya N. Tiwari ein grosser
Schritt nach vorn gelungen: Die Forscher stellen eine neue
Herstellungsmethode für CIGS-Solarzellen vor, bei der winzige
Mengen von Natrium und Kalium in die CIGS-Schicht eingebaut werden.
Durch die spezielle Behandlung ändert sich die chemische
Zusammensetzung der komplizierten Sandwichstruktur – und damit
deren elektronische Eigenschaften, wie unter anderem detaillierte
elektronenmikroskopische Untersuchungen ergaben. Die Einzelheiten
der neuen Methode wurden nun als «Advance Online
Publication» im renommierten Fachblatt «Nature Materials»
veröffentlicht.
Dadurch konnten die Empa-Forscher den Wirkungsgrad für die
Energieumwandlung von Sonnenlicht in Elektrizität bei
CIGS-Dünnschichtsolarzellen auf flexiblen Plastikfolien erneut
deutlich steigern – auf einen neuen Rekordwert von 20.4%, was
eine markante Verbesserung darstellt im Vergleich zum bisherigen
Rekord von 18.7%, den das gleiche Team im Mai 2011 aufgestellt
hatte. Damit können die CIGS-Zellen – endlich – mit
den besten polykristallinen Siliziumsolarzellen mithalten. Bis vor
kurzem waren die Empa-CIGS-Zellen gar die effizientesten weltweit;
Ende Oktober hat nun ein deutsches Forscherteam am Zentrum für
Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung (ZSW) in Stuttgart
CIGS-Zellen mit einem Wirkungsgrad von 20.8% vorgestellt,
allerdings mit deutlich höheren Temperaturen bei der
Produktion und auf (starrem) Glas als Trägermaterial. Der
knapp überbotene Rekordwert zeigt:
CIGS-Dünnschichttechnologien sind ein «heisses»
Forschungsthema – und die Empa mischt vorne mit.
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