Bifaziale Perowskit-Solarzellen nutzen Licht von beiden Seiten, um Strom zu erzeugen. Dank einer neuen transparenten Elektrode konnten Forscher ihren Wirkungsgrad nun deutlich erhöhen.
Forscher des Indian Institute of Technology (IIT) Dharwad erzielten kürzlich einen Fortschritt bei der Entwicklung von bifazialen Perowskit-Solarzellen. Solche Module nutzen Licht von beiden Seiten, was ihre Effizienz im Vergleich zu herkömmlichen Solarzellen erheblich steigert. Durch die Entwicklung einer neuartigen transparenten Elektrode auf Basis einer NiO/Ag/NiO-Struktur konnten die Wissenschaftler die Leistungsfähigkeit und Haltbarkeit dieser Zellen deutlich erhöhen.
Während klassische Solarzellen Licht von einer Seite aufnehmen, können bifaziale Solarzellen direktes Sonnenlicht, reflektiertes Licht vom Boden und diffuses Licht aus der Umgebung nutzen. Diese Technik ermöglicht eine höhere Energieausbeute. Sie macht die Solarzellen besonders effizient für den Einsatz im Bereich der Agrivoltaik, bei Gebäudefassaden und Fahrzeugen.
Bifaziale Perowskit-Solarzellen überzeugen mit einem höheren Wirkungsgrad
Die Forscher setzten eine dünne, transparente Elektrode mit einer dreischichtigen NiO/Ag/NiO-Beschichtung ein. Diese Elektrode hat zwei Vorteile. Sie besitzt eine besonders geringe elektrische Widerstandsfähigkeit und lässt viel sichtbares Licht durch. Dies führt zu einer verbesserten Lichtabsorption und einem höheren Wirkungsgrad.
Die neuen bifazialen Perowskit-Solarzellen zeigten in Tests eine Leistungsumwandlungseffizienz (PCE) von 9,05 Prozent auf der Vorderseite und 6,54 Prozent auf der Rückseite. Zudem konnten sie 80 Prozent ihrer ursprünglichen Effizienz über mehr als 1.000 Stunden ohne zusätzliche Schutzmaßnahmen beibehalten.
Das unterstreicht ihre hohe Haltbarkeit und Stabilität. Ein weiterer Vorteil ist die Infrarot-Transparenz der Solarzellen, die sie für spezielle Anwendungen wie Wärmefenster oder optoelektronische Geräte nutzbar macht. Durch ihre dünne Bauweise von weniger als 40 Nanometer ist eine Integration in Gebäudeintegrierte Photovoltaik (BIPV) oder Tandem-Solarzellen deutlich einfacher.
Ansätze steigern die Vielfältigkeit von Photovoltaikanlagen
Laut Professor Dhriti Sundar Ghosh, einer der leitenden Forscher des Projekts, könnte die Technologie einen wichtigen Beitrag zur Weiterentwicklung von Tandem-Solarzellen, Agrivoltaik und Solarzellen für Fahrzeuge leisten. Durch ihre hohe Transparenz, Widerstandsfähigkeit und beidseitige Lichtabsorption gelten diese Solarzellen als vielversprechende Alternative zu bestehenden Technologien.
Falls die Forschung weiter Fortschritte macht, könnten bifaziale Perowskit-Solarzellen eine wichtige Rolle in der zukünftigen Energieversorgung spielen. Sie sollen dazu beitragen, erneuerbare Energien noch effizienter zu nutzen – und das unabhängig vom Einsatzgebiet.
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