Photoelektrischer Umwandlungswirkungsgrad 30,1 %! Perowskit-Tandemzellen stellen einen neuen Rekord auf

Perowskit-Solarzellen sind Solarzellen, die organische Metallhalogenid-Halbleiter vom Perowskit-Typ als lichtabsorbierende Materialien verwenden. Sie gehören zur dritten Generation von Solarzellen, auch New Concept Solar Cells genannt.

Perowskit wurde als synthetisches Material erstmals im Jahr 2009 im Bereich der Photovoltaik-Stromerzeugung eingesetzt. Seitdem erfreut es sich aufgrund seiner hervorragenden Leistung, niedrigen Kosten und seines enormen kommerziellen Werts großer Beliebtheit. In den letzten Jahren haben die Universität Oxford, die Eidgenössische Technische Hochschule in Lausanne, die japanischen Unternehmen Panasonic, Sharp, Toshiba und andere führende wissenschaftliche Forschungseinrichtungen sowie große multinationale Unternehmen viel Arbeitskraft und materielle Ressourcen investiert, um so schnell wie möglich eine Massenproduktion zu erreichen .

Im Februar 2017 brach Hangzhou Xianna Optoelectronics Technology Co., Ltd. mit einem Umwandlungswirkungsgrad von 15,2 % erstmals den seit langem von Japan gehaltenen Welteffizienzrekord für Perowskit-Kleinmodule. Seitdem wurde im Mai und Dezember desselben Jahres das hervorragende Ergebnis erzielt, den Weltrekord dreimal in einem Jahr mit einem Umwandlungswirkungsgrad von 16 % und 17,4 % zu brechen.

Im Jahr 2022 nutzten die Forschungsgruppe von Professor Tan Hairen an der School of Modern Engineering and Applied Sciences der Universität Nanjing und Wissenschaftler der Universität Oxford im Vereinigten Königreich Beschichtungsdruck, Vakuumabscheidung und andere Technologien, um die Herstellung großflächiger All-Perowskit-Tandem-Photovoltaik zu erreichen Module zum ersten Mal auf der Welt. Der stabile photoelektrische Umwandlungswirkungsgrad dieses Moduls liegt bei bis zu 21,7 %, was einen neuen Weg für die Massenproduktion und Kommerzialisierung großflächiger Perowskit-Tandemzellen eröffnet.

Am 11. Mai 2024 stellte Shi Weixuan, stellvertretender Direktor des Büros des Hubei Optics Valley Laboratory, die Herstellung von reinen Perowskit-Tandemsolarzellen auf Basis industriekompatibler Technologie vor und erreichte damit den weltweit führenden, von Dritten zertifizierten Wirkungsgrad von 28,8 %. Am 23. Mai erreichte die von Renshuo Solar und dem Forschungsteam der Universität Nanjing entwickelte Vollperowskit-Tandembatterie einen stationären photoelektrischen Umwandlungswirkungsgrad von 30,1 % und schrieb damit eine neue Geschichte in der Entwicklung der menschlichen Photovoltaik. Gleichzeitig fördert Renshuo Solar aktiv die Industrialisierung von Perowskit-Einfachzellen und reinen Perowskit-Tandemzellen, und der international anerkannte zertifizierte stationäre Wirkungsgrad großflächiger reiner Perowskit-Tandem-Photovoltaikmodule hat 24,8 % erreicht.

Das „Dual Carbon“-Ziel und die Energiesicherheit sind wichtige nationale strategische Entscheidungen, und die energische Weiterentwicklung der Photovoltaik-Technologie ist von großer strategischer Bedeutung. Die Entwicklung der traditionellen Single-Junction-Photovoltaik-Technologie ist an einem theoretischen Engpass angelangt, sodass ein dringender Bedarf besteht, eine neue hocheffiziente gestapelte Photovoltaik-Technologie zu entwickeln. Obwohl die großtechnische Produktion und die Langzeitstabilität von Perowskit-Solarzellen in kommerziellen Produkten noch erforscht und verbessert werden, sind die Herstellungskosten von Perowskit-Solarzellen relativ niedrig und die Umwandlungseffizienz ist im Laufe der Jahre gestiegen. Ob sie in Zukunft die klassische Photovoltaik ersetzen werden, ist noch unklar.