Innovative stabile anorganische Tandem-Solarmodule

Bis 2050 werden erneuerbare Energien mindestens 60 % des gesamten Energieverbrauchs vieler Länder weltweit ausmachen. Laut der Internationalen Agentur für Erneuerbare Energien (IRENA) muss die Nutzung erneuerbarer Energien auf alle Sektoren ausgeweitet werden. In diesem Zusammenhang wird das von der EU finanzierte SITA-Projekt innovative Konzepte für Tandem-Solarzellen auf Basis von Silizium-Heteroübergängen und hoher Bandlücke untersuchen. Diese beiden Technologien verfügen in Europa über eine starke Kompetenzbasis. Das Projekt wird ein innovatives Konzept mit einem Zwei-Terminal-Ansatz entwickeln, das keine zusätzlichen Kabel oder Elektronik erfordert und durch die jüngsten Entwicklungen bei Solarzellen mit breiter Bandlücke aus Kupfer-Indium-Gallium-Selenid ermöglicht wird, die zu einem hohen Wirkungsgrad führen. SITA wird die neuen Module unter realistischen Außenbedingungen demonstrieren und stabile anorganische Tandemsolarmodule mit überragender Geräteeffizienz liefern.

Projektziel

Um der großen Herausforderung der Umstellung des Energiesystems auf einen Anteil von mindestens 42 % Photovoltaikenergie im Jahr 2050 (wie in einem Szenario der IRENA prognostiziert) zu begegnen, zielt unser vorgeschlagenes Projekt SITA darauf ab, innovative Konzepte für Tandemsolarzellen zu erforschen, die auf zwei Technologien mit starker Kompetenzbasis in Europa basieren: Silizium-Heterojunction (SHJ) und Cu(In,Ga)(Se,S)2 (CIGS) mit hoher Bandlücke. Es wird ein neuartiges Tandemkonzept mit einem 2-Terminal-Ansatz (2T) entwickelt, das keine zusätzlichen Kabel oder Elektronik erfordert und durch die jüngsten und weiteren Entwicklungen bei CIGS-Geräten mit großer Bandlücke ermöglicht wird, die zu einem hohen Wirkungsgrad (>18 %) führen. SITA wird die Haltbarkeit der neuen Module unter realistischen Außenbedingungen demonstrieren und damit die nächste Generation stabiler anorganischer Tandem-Solarmodule mit überragender Geräteeffizienz (>30 %) liefern. Die Technologie von SITA baut auf SHJ-Modulen auf und steigert deren Effizienz um den Faktor 1,5 bei nur geringfügig erhöhtem Einsatz der teuersten Rohstoffe. Dies führt wiederum zu einer erheblichen Reduzierung der flächenbezogenen Systemkosten um bis zu 25 % pro installierter Leistung und einer entsprechenden Senkung der Stromgestehungskosten (LCOE). Die Wirkungsgrade von Tandem-Junction-Modulen haben kürzlich die Shockley-Queisser-Grenze für Einfach-Junction-Prototypen erreicht oder sogar überschritten. SITA wird sich mit den verbleibenden Einschränkungen in Bezug auf Stabilität, Skalierbarkeit und Herstellungskosten sowie Umweltverträglichkeit befassen.

Startdatum: 01. September 2022

Enddatum: 31. August 2025