Medan kisel omvandlar mestadels de röda delarna av solljus till elektricitet, perovskitföreningar utnyttjar främst de blå delarna av spektrumet. En tandemsolcell tillverkad av staplat kisel och perovskit uppnår därmed betydligt högre effektivitet än varje enskild cell på egen hand.

Prof. Bernd Stannowski från HZB Institute PVcomB och professor Steve Albrecht, som leder en Helmholtz Young Investigator Group (YIG) på HZB, har redan gemensamt satt nya rekord för monolitiska tandemsolceller vid flera tillfällen. I slutet av 2018, laget presenterade en tandemsolcell tillverkad av kisel med en metallhalogenidperovskit som uppnådde en effektivitet på 25,5 procent. Då tillkännagav Oxford Photovoltaics Ltd. ett värde på 28 procent.

Nu kan HZB -teamet rapportera nästa rekord. Värdet på 29,15 procent har certifierats av Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems (ISE) på fredagen, 24 januari och visas nu i diagrammen för National Renewable Energy Lab (NREL), USA. NREL -diagrammet har följt de stigande effektivitetsnivåerna för nästan alla typer av solceller sedan 1976. Perovskitföreningar har bara inkluderats sedan 2013 - och effektiviteten hos denna materialklass har ökat mer än i något annat material sedan dess.

"Vi utvecklade ett speciellt elektrodkontaktlager för denna cell i samarbete med gruppen av prof. Vytautas Getautis (Kaunas tekniska universitet), och även förbättrade mellanlager, "förklara Eike Köhnen och Amran Al-Ashouri, doktorander i Albrechts grupp. Det nya elektrodkontaktlagret tillät också förbättring av perovskitföreningens sammansättning i HZB HySPRINT -laboratoriet. Denna förening är nu mer stabil när den belyses i tandemsolcellen och förbättrar balansen mellan elektriska strömmar som de övre och nedre cellerna bidrar med. Bottencellen från kisel kommer från Stannowskis grupp och har ett speciellt kiseloxid-toppskikt för optisk koppling av topp- och bottenceller.

Alla processer som används för att förverkliga denna cell på en kvadratcentimeter är i princip också lämpliga för stora ytor. Att skala upp med hjälp av vakuumavsättningsprocesser är mycket lovande, som de första testerna redan har visat.

Den realistiska praktiska effektivitetsgränsen för tandemceller av kisel och perovskit är cirka 35 procent. Nästa, HZB -teamet vill bryta effektivitetsgränsen på 30 procent. Albrecht förklarar att de första idéerna för detta redan diskuteras.