ZSW steigert Effizienz von cadmiumfreien Dünnschicht-Solarzellen auf neuen Weltbestwert

Das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) hat den Wirkungsgrad von cadmiumfreien CIGS-Dünnschicht-Solarzellen auf 21,0 Prozent verbessert. Ermöglicht haben die Stuttgarter Wissenschaftler dies, indem sie das Zwischenschichtsystem aus Cadmiumsulfid und Zinkoxid durch eine Kombination aus Zinkoxidsulfid und Zinkmagnesiumoxid ersetzten. Diese Kombination verspricht eine noch höhere Lichtausbeute als das Material bisheriger CIGS-Zellen. Mit dem gesteigerten Wirkungsgrad verweisen die Stuttgarter Forscher japanische Kollegen auf Platz 2 und stehen jetzt weltweit an der Spitze.

Eine extrem effiziente Dünnschichtsolarzelle für die nächste Generation kostengünstiger Solarmodule ist das Ziel eines neuen europäischen Forschungsprojekts mit dem Namen „Sharc25“. Angepeilt werden Wirkungsgrade bis 25 Prozent für im Koverdampfungsverfahren hergestellte Dünnschichtsolarzellen aus Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS) – das sind gut 3 Prozentpunkte mehr als bisher.

Europäisches Projekt Sharc25 zielt auf 25 Prozent Wirkungsgrad bei Dünnschichtsolarzellen

Das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) koordiniert das Vorhaben. Insgesamt elf Forschungspartner aus acht Ländern sind mit an Bord. Das Projekt ist im Mai gestartet, dauert 3,5 Jahre und wird durch das EU-Forschungsrahmenprogramm „Horizon 2020“ mit insgesamt rund 4,6 Millionen Euro gefördert. Weitere 1,6 Millionen Euro kommen von der Schweizer Regierung. Die Ergebnisse könnten der europäischen Solarindustrie einen Schub verleihen.

Zu den Partnern gehören neben dem ZSW (D) die Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt Empa (CH), die Universitäten Luxemburg (LU), Rouen (F), Parma (I), Aalto (FIN), die Interuniversitair Micro-Elektronica Centrum VZW imec (B), das Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie HZB (D), das International Iberian Nanotechnology Laboratory INL (P), die Flisom AG (CH) und die Manz CIGS Technology GmbH (D). In dem EU-Vorhaben soll das fachübergreifende Know-how der elf Partner gebündelt und für die Entwicklung besserer Zellen fruchtbar gemacht werden.