Empa erreicht Rekord bei flexiblen Solarzellen
Forschenden der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) ist bei CIGS-Solarzellen auf flexibler Polymerfolie ein neuer Rekord gelungen. Sie konnten deren Wirkungsgrad nahe an den Wert herkömmlicher, nicht biegsamer Solarzellen heben.
Das Empa-Team des Laboratoriums für dünne Filme und Photovoltaik unter der Leitung von Ayodhya N. Tiwari hat seinen siebten Rekord für den Wirkungsgrad flexibler CIGS (Copper Indium Gallium Diselenide)-Solarzellen aufgestellt. Nach einem rekordhohen Wirkungsgrad von 12,8 Prozent im Jahr 1999 erreichte es nun laut einer Medienmitteilung 21,38 Prozent. Dieser neue Rekord wurde vom unabhängigen Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme im deutschen Freiburg bestätigt.
Der nun gemessene Wert liegt bereits nahe am besten Wirkungsgrad herkömmlicher, nicht biegsamer Solarzellen aus kristallinem Silizium von 26,7 Prozent. Die hocheffizienten flexiblen Solarzellen eignen sich besonders für die Anwendung auf Dächern und Gebäudefassaden, für Gewächshäuser, Transportfahrzeuge, Flugzeuge und tragbare Elektronik. Gemeinsam mit der in Niederhasli ZH ansässigen Firma Flisom, einer Ausgründung aus der Empa und der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH), entwickeln die Forschenden eine Rolle-zu-Rolle-Herstellung von leichten, flexiblen Solarmodulen für derartige Anwendungen.
Diese Solarzellen werden mittels einer Niedrigtemperatur-Verdampfungsmethode auf einer Polymerfolie hergestellt. Darauf liegt das lichtabsorbierende Halbleitermaterial als hauchdünner Film. Empa-Forscher Shiro Nishiwaki optimierte deren Zusammensetzung. So konnte er den Wirkungsgrad weiter erhöhen. Laut Messungen des Teams blieb die Steigerung der Photovoltaikleistung auch nach mehreren Monaten stabil.
Tiwaris Team arbeitet eng mit dem Kovalenko Lab für Funktionale Anorganische Materialien der ETH Zürich zusammen. Die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten wurden vom Bundesamt für Energie unterstützt.