90 Prozent Wirkungsgrad trotz Schatten und Minus-40-Volt-Belastung: Neue Tandem-Solarzelle überzeugt unter Extrembedingungen.

Durchbruch bei stabilen Tandem-Solarzellen aus Perowskit und organischen Materialien

Nach Angaben von ITC.ua — Техно: Forscher der Hongkonger Polytechnischen Universität (PolyU) haben einen neuartigen Tandem-Solarzellentyp entwickelt, der selbst in anspruchsvollen Umgebungen außergewöhnlich stabil bleibt. Die Kombination aus Perowskit- und organischen Schichten bewahrt über 90 Prozent ihrer anfänglichen Effizienz, selbst wenn die Zelle teilweise verschattet wird oder einer negativen Spannung von bis zu –40 Volt ausgesetzt ist. Im Alltag treten solche Belastungen etwa bei Teilverschattung durch Wolken, Laub oder bei Störungen im Wechselrichter auf – ein häufiges Problem für Photovoltaikanlagen.

Die dünnschichtigen Solarzellen aus PolyU bestanden harte Tests mit Bravour: Nach 12 Stunden Betrieb bei –20 Volt lag der Wirkungsgrad noch bei 90 Prozent des Ausgangswerts. Noch beeindruckender: Nach 2000 Stunden bei lediglich –4,5 Volt blieben 97 Prozent der Leistung erhalten. Die Durchbruchspannung der verbesserten organischen Zellen überstieg –35 Volt. Dank dieser Robustheit erreicht die neue Tandemzelle einen Wirkungsgrad von über 26 Prozent.

„Wir haben wesentliche Fortschritte bei der Stabilität organischer Solarzellen (OSC) und Perowskit-organischer Tandem-Solarzellen (POTSC) unter anspruchsvollen Sperrspannungsbedingungen erzielt.“ – Li Gang, Forscher an der PolyU

Das Team identifizierte versteckte Defekte als Ursache für Schäden in Solarzellen und zeigte, dass gerade die Tandem-Struktur die empfindliche Perowskit-Schicht wirksam schützt. Ihre Ergebnisse wurden im renommierten Fachjournal Nature Materials veröffentlicht, was die Tragweite der Arbeit unterstreicht. Die Entwicklung ebnet den Weg für zuverlässigere Solarmodule, die auch in Regionen mit wechselhaftem Wetter oder hohen Spannungsspitzen dauerhaft hohe Erträge liefern. Solche Innovationen sind ein wichtiger Schritt, um Solarenergie als saubere Energiequelle noch attraktiver zu machen und die globalen Klimaziele zu unterstützen.

Mit dieser Technologie rückt die Vision einer flächendeckenden, wetterunabhängigen Solarstromerzeugung ein großes Stück näher. Die Kombination aus hohem Wirkungsgrad und extremer Stabilität könnte dazu beitragen, dass Photovoltaik in Zukunft noch breiter eingesetzt wird – von Hausdächern bis zu großen Kraftwerken unter schwierigen Bedingungen.