Tandem-Solarzelle
Mehrschichtige Solarzelle, die zwei Halbleitermaterialien kombiniert, um verschiedene Lichtspektren zu nutzen und höhere Wirkungsgrade zu erreichen.
Auch bekannt als: Tandemzelle, Mehrfachsolarzelle
Was ist eine Tandem-Solarzelle?
Eine Tandem-Solarzelle besteht aus zwei übereinander gestapelten Solarzellen mit unterschiedlichen Bandlücken. Die obere Zelle absorbiert kurzwelliges (energiereiches) Licht, während die untere Zelle langwelliges Licht nutzt. So wird ein breiterer Teil des Sonnenspektrums in Strom umgewandelt.
Technologie
Die vielversprechendste Kombination ist Perowskit auf Silizium:
| Schicht | Material | Bandlücke | Absorbiertes Licht |
|---|---|---|---|
| Obere Zelle | Perowskit | ~1,7 eV | Blau, Grün |
| Untere Zelle | Silizium (HJT/TOPCon) | 1,12 eV | Rot, Infrarot |
Wirkungsgradpotenzial
| Technologie | Laborrekord | Theoretisches Limit |
|---|---|---|
| Silizium (Einzel) | 26,8 % | 29,4 % (Shockley-Queisser) |
| Perowskit/Silizium-Tandem | 33,9 % | ~43 % |
| Dreifach-Tandem | 39,5 % (III-V) | ~50 % |
Stand der Entwicklung
Mehrere Unternehmen (Oxford PV, Meyer Burger, LONGi) arbeiten an der Kommerzialisierung von Perowskit-Silizium-Tandemmodulen. Erste Produkte werden für 2025–2026 erwartet.
Praxistipp
Tandemzellen werden die nächste Revolution in der Photovoltaik. Sie ermöglichen deutlich mehr Leistung pro Fläche und könnten mittelfristig die Standard-Siliziumtechnologie ergänzen oder ablösen.
Verwandte Begriffe
Perowskit
TechnikNeuartige Halbleitermaterialklasse für Solarzellen mit hohem Wirkungsgradpotenzial und einfacher Herstellung.
Solarzelle
TechnikHalbleiterbauelement, das Sonnenlicht durch den photoelektrischen Effekt direkt in elektrischen Strom umwandelt.
HJT (Heterojunction)
TechnikHeterojunction-Zelltechnologie, die kristallines und amorphes Silizium kombiniert und sehr hohe Wirkungsgrade erzielt.
Wirkungsgrad
TechnikVerhältnis von nutzbarer elektrischer Energie zur eingestrahlten Sonnenenergie – gibt die Effizienz einer Solarzelle oder Anlage an.
AC/DC (Wechselstrom/Gleichstrom)
TechnikAC (Alternating Current) ist Wechselstrom aus der Steckdose, DC (Direct Current) ist Gleichstrom aus Solarmodulen und Batterien.
Aufständerung
TechnikMontagesystem, das Solarmodule in einem optimalen Neigungswinkel auf Flachdächern oder Freiflächen aufstellt.