Die Empa-Forscher haben den Wirkungsgrad von flexiblen CIGS-Solarzellen erneut verbessert. Unabhängig zertifizierte Messungen ergaben einen Wert von 22,2 Prozent bei der Umwandlung von Licht in Strom, was eine Verbesserung gegenüber dem bisherigen Rekordwert von 21,4 Prozent bedeutet. Der Wirkungsgrad wurde unabhängig am Fraunhofer ISE in Freiburg bestätigt. Zum Vergleich: Der maximale Wirkungsgrad einer starren Solarzelle aus kristallinem Silizium liegt bei 26,7 Prozent Prozent.
Bereits mehrere Effizienzrekorde aufgestellt
Flexible CIGS-Solarzellen bestehen aus dünnen Schichten. Darunter eine Verbindung aus den Elementen Kupfer, Indium, Gallium und Selen. Die Schichten werden auf flexible Polymersubstrate aufgebracht, hauptsächlich durch ein Vakuumverfahren. Ayodhya Tiwari forscht mit seinem Team am Empa seit mehr als 23 Jahren an flexiblen Dünnschichtsolarzellen. Mit ihrem profunden Wissen über die Technologie und die grundlegenden physikalischen Prozesse haben sie im Laufe der Jahre mehrere Effizienzrekorde aufgestellt.
Doch angesichts der bereits sehr hohen Wirkungsgrade erfordert jede noch so kleine Steigerung eine sorgfältige Untersuchung der Faktoren, die die Energieumwandlung einschränken, und innovative Ansätze zu deren Bewältigung. Die aktuelle Steigerung des Wirkungsgrads geht auf die Legierung der lichtabsorbierenden Halbleiterschicht zurück, um deren elektronische Eigenschaften verbessert hat.
Flisom fertigt die flexiblen Solarmodule schon
Flexible und leichte Solarmodule mit dieser Technologie eignen sich besonders für Anwendungen auf Dächern und Fassaden von Gebäuden, auf Gewächshäusern, Fahrzeugen und Luftschiffen sowie für tragbare Elektronik. Die Empa arbeitet mit der Schweizer Firma Flisom an der Rolle-zu-Rolle-Herstellung von leichten, flexiblen Solarmodulen für solche Anwendungen. (nhp)
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