Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Verstehen, was eine Dünnschichtsolarzelle effizient macht

06.11.2013
Empa-Wissenschaftler haben ein neues Herstellungsverfahren für hocheffiziente, flexible Dünnschichtsolarzellen aus CIGS-Halbleitern (Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid) entwickelt.

Damit haben sie einen Wirkungsgrad von 20.4% für die Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie erreicht. Da die Solarzellen auf flexiblen Plastikfolien aufgebracht sind, könnten sie sich industriell kostengünstig im «Rolle-zu-Rolle»-Verfahren herstellen lassen.


Hocheffiziente und flexible CIGS-Solarzellen auf Polyimidfolie entwickelt mit einem neuen Prozess.

Um Solarstrom günstig anbieten zu können, versuchen Wissenschaftler und Ingenieure seit langem, eine preiswerte Solarzelle zu entwickeln, die einerseits hocheffizient ist, andererseits einfach und in grossen Mengen produziert werden kann. Nun ist dem Team von Empa-Forscher Ayodhya N. Tiwari ein grosser Schritt nach vorn gelungen:

Die Forscher stellen eine neue Herstellungsmethode für CIGS-Solarzellen vor, bei der winzige Mengen von Natrium und Kalium in die CIGS-Schicht eingebaut werden. Durch die spezielle Behandlung ändert sich die chemische Zusammensetzung der komplizierten Sandwichstruktur – und damit deren elektronische Eigenschaften, wie unter anderem detaillierte elektronenmikroskopische Untersuchungen ergaben.

Die Einzelheiten der neuen Methode wurden nun als «Advance Online Publication» im renommierten Fachblatt «Nature Materials» veröffentlicht: http://www.nature.com/nmat/journal/vaop/ncurrent/full/nmat3789.html

Dadurch konnten die Empa-Forscher den Wirkungsgrad für die Energieumwandlung von Sonnenlicht in Elektrizität bei CIGS-Dünnschichtsolarzellen auf flexiblen Plastikfolien erneut deutlich steigern – auf einen neuen Rekordwert von 20.4%, was eine markante Verbesserung darstellt im Vergleich zum bisherigen Rekord von 18.7%, den das gleiche Team im Mai 2011 aufgestellt hatte.

Damit können die CIGS-Zellen – endlich – mit den besten polykristallinen Siliziumsolarzellen mithalten. Bis vor kurzem waren die Empa-CIGS-Zellen gar die effizientesten weltweit; Ende Oktober hat nun ein deutsches Forscherteam am Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung (ZSW) in Stuttgart CIGS-Zellen mit einem Wirkungsgrad von 20.8% vorgestellt, allerdings mit deutlich höheren Temperaturen bei der Produktion und auf (starrem) Glas als Trägermaterial. Der knapp überbotene Rekordwert zeigt: CIGS-Dünnschichttechnologien sind ein «heisses» Forschungsthema – und die Empa mischt vorne mit.

Literaturhinweis
Potassium-induced surface modification of Cu(In,Ga)Se2 thin films for high-efficiency solar cells, A. Chirila, P. Reinhard, F. Pianezzi, P. Bloesch, A.R. Uhl, C. Fella, L. Kranz, D. Keller, C. Gretener, H. Hagendorfer, D. Jaeger, R. Erni, S. Nishiwaki, S. Buecheler, A.N. Tiwari, Nature Materials, 2013, doi:10.1038/nmat3789
Empa-Medienmitteilung (vom Januar 2013)
http://www.empa.ch/plugin/template/empa/1351/131475/---/l=1

Cornelia Zogg | EMPA
Weitere Informationen:
http://www.empa.ch
http://www.empa.ch/plugin/template/empa/3/142011/---/l=1

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Kampf dem Plastik mit Verpackungen aus Seetang
15.12.2017 | Australisch-Neuseeländischer Hochschulverbund / Institut Ranke-Heinemann

nachricht Nanostrukturen steuern Wärmetransport: Bayreuther Forscher entdecken Verfahren zur Wärmeregulierung
14.12.2017 | Universität Bayreuth

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: „Carmenes“ findet ersten Planeten

Deutsch-spanisches Forscherteam entwirft, baut und nutzt modernen Spektrografen

Seit Januar 2016 nutzt ein deutsch-spanisches Forscherteam mit Beteiligung der Universität Göttingen den modernen Spektrografen „Carmenes“ für die Suche nach...

Im Focus: Fehlerfrei ins Quantencomputer-Zeitalter

Heute verfügbare Ionenfallen-Technologien eignen sich als Basis für den Bau von großen Quantencomputern. Das zeigen Untersuchungen eines internationalen Forscherteams, deren Ergebnisse nun in der Fachzeitschrift Physical Review X veröffentlicht wurden. Die Wissenschaftler haben für Ionenfallen maßgeschneiderte Protokolle entwickelt, mit denen auftretende Fehler jederzeit entdeckt und korrigiert werden können.

Damit die heute existierenden Prototypen von Quantencomputern ihr volles Potenzial entfalten, müssen sie erstens viel größer werden, d.h. über deutlich mehr...

Im Focus: Error-free into the Quantum Computer Age

A study carried out by an international team of researchers and published in the journal Physical Review X shows that ion-trap technologies available today are suitable for building large-scale quantum computers. The scientists introduce trapped-ion quantum error correction protocols that detect and correct processing errors.

In order to reach their full potential, today’s quantum computer prototypes have to meet specific criteria: First, they have to be made bigger, which means...

Im Focus: Search for planets with Carmenes successful

German and Spanish researchers plan, build and use modern spectrograph

Since 2016, German and Spanish researchers, among them scientists from the University of Göttingen, have been hunting for exoplanets with the “Carmenes”...

Im Focus: Immunsystem - Blutplättchen können mehr als bislang bekannt

LMU-Mediziner zeigen eine wichtige Funktion von Blutplättchen auf: Sie bewegen sich aktiv und interagieren mit Erregern.

Die aktive Rolle von Blutplättchen bei der Immunabwehr wurde bislang unterschätzt: Sie übernehmen mehr Funktionen als bekannt war. Das zeigt eine Studie von...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Call for Contributions: Tagung „Lehren und Lernen mit digitalen Medien“

15.12.2017 | Veranstaltungen

Die Stadt der Zukunft nachhaltig(er) gestalten: inter 3 stellt Projekte auf Konferenz vor

15.12.2017 | Veranstaltungen

Mit allen Sinnen! - Sensoren im Automobil

14.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

„Carmenes“ findet ersten Planeten

18.12.2017 | Physik Astronomie

Fehlerfrei ins Quantencomputer-Zeitalter

18.12.2017 | Physik Astronomie

Konsortium erhält 2 Millionen Euro Förderung für neue MR-kompatible elektrophysiologis

18.12.2017 | Medizintechnik