AISTs Smart-Stack-Technologie erreicht Rekordwirkungsgrad von 29,3 % in großflächigen Tandem-Photovoltaikzellen aus Gruppe III-V/Kupfer-Indium-Gallium-Selenid
Das National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, kurz AIST, hat mit der Entwicklung einer hocheffizienten Tandem-Solarzelle einen bedeutenden Durchbruch in der Photovoltaik angekündigt. Mithilfe der proprietären Smart Stack Technology hat AIST erfolgreich eine Tandemzelle mit drei Übergängen hergestellt, indem unterschiedliche Materialien gestapelt wurden: Verbindungen der III-V-Gruppe und Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid. Diese innovative Struktur hat für diese Geräteklasse einen Rekord-Wirkungsgrad der Leistungsumwandlung von neunundzwanzig Komma drei Prozent erreicht.
Diese Entwicklung ist entscheidend, da die Branche versucht, die theoretischen Wirkungsgradgrenzen von Einzelübergangszellen zu überwinden. Tandemstrukturen, bei denen mehrere Materialien geschichtet werden, um ein breiteres Lichtspektrum zu erfassen, gelten als nächste Generation der Photovoltaik. Die Herausforderung besteht darin, Materialien mit stark unterschiedlichen Eigenschaften zu verbinden, etwa mit großen Unterschieden in Gitterkonstanten und Oberflächenqualität.
Die Smart Stack Technology von AIST adressiert diese Fertigungsherausforderung direkt. Die Technik nutzt eine einzigartige Verbindungsschicht, die Palladium-Nanopartikel enthält, die in einem siliziumbasierten verdünnten Klebstoff dispergiert sind. Diese neuartige Zwischenschicht erleichtert das mechanische Stapeln heterogener Materialien auf großer Fläche, selbst solcher mit erheblicher Oberflächenrauheit wie Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid-Filme. Die Machbarkeit dieses Verfahrens wurde erfolgreich auf einem vier-Zoll-Substrat demonstriert, ein wichtiger Schritt hin zur kommerziellen Skalierbarkeit.
Die Kombination aus ultra-hoher Effizienz der Verbindungen der III-V-Gruppe in der oberen Zelle mit der Stabilität und ausgereiften Dünnschichtverarbeitung von Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid birgt enormes Marktpotenzial. Über die terrestrische Stromerzeugung hinaus ist diese robuste, leistungsstarke Technologie äußerst vielversprechend für anspruchsvolle Anwendungen, insbesondere im lukrativen Bereich von Weltraum-Photovoltaik-Zellen, bei denen ein hohes Leistungsgewicht entscheidend ist. AIST konzentriert sich nun darauf, die Entwicklung dieser hocheffizienten, auf Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid basierenden Solarzelle sowohl für den Einsatz auf der Erde als auch außerhalb der Erde zu beschleunigen.
图片提示词：Realistische, professionelle Abbildung mit einem Querschnittsdiagramm einer dreifach verbundenen Tandem-Solarzelle mit klar abgegrenzten Schichten (beschriftet als Verbindungen der III-V-Gruppe, Smart-Stack-Zwischenschicht und Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid), überlagert mit einer Mikrofotografie der Verbindungsschnittstelle, die eine saubere, geschichtete Struktur zeigt.
