Neuer Weltrekord für Wirkungsgrad einer Tandem­solarzelle aufgestellt

Einem Forschungs-Team aus HU und HZB ist es gelungen, mit einer CIGSe-Perowskit-Tandemzelle 25,5 Prozent des Sonnenlichts in elektrische Energie umzuwandeln

Die abgebildete Tandemsolarzelle kombiniert Halbleiter aus CIGSe und Perowskit. Sie ist etwas größer als 1 Quadratzentimeter und erreicht für diese Materialkombination einen Rekordwirkungsgrad von 25,5 Prozent. © G. Farias Basulto/HZB

Mit dem Rekord knackt das Berliner Team aus Forschenden des Center for the Science of Materials Berlin (CSMB) der Humboldt-Universität zu Berlin (HU) und des Helmholtz-Zentrums Berlin (HZB) ihren im letzten Jahr erreichten Wert von 24,6 Prozent für diese Materialkombination und für eine Solarzelle mit mehr als einen Quadratzentimeter Fläche. Der neue Rekord wurde durch das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg zertifiziert und in die renommierten Solar Cell Efficiency Tables (die sogenannten „Green Tables“) aufgenommen. Diese gelten als das maßgebliche Nachschlagewerk für die weltweite Photovoltaik-Gemeinschaft. 

„Um unseren bisherigen Meilenstein zu übertreffen, setzten wir CIGSe-Zellen mit unterschiedlichen Bandlücken ein und nutzten zwei unterschiedliche Schichtdicken von mit Aluminium dotierten Zinkoxiden. Außerdem haben wir verschiedene Zellarchitekturen getestet und damit die Verbesserungen ergänzt, die wir bereits bei unserem vorherigen Rekord erzielt hatten“, sagt Dr. Guillermo Farias Basulto vom HZB. 

HU-Masterstudentin reduziert Effizienzverluste an Grenzflächen und optimiert elektrosensitiven Kontakt

An der Weiterentwicklung der Tandemsolarzelle beteiligt war auch die Arbeitsgruppe Hybride Bauelemente am CSMB der HU auf dem Campus Adlershof. Wuai Zhang von der CSMB-Arbeitsgruppe und Masterstudentin am Institut für Chemie der HU untersuchte viele Kombinationen aus Nickeloxid und selbstorganisierten Monoschichten (SAMs), um die Effizienzverluste an den Grenzflächen der CIGS-Perowskit-Tandemzelle zu reduzieren und die Stabilität der Bauelemente zu verbessern. Außerdem optimierte Zhang den elektronenselektiven Kontakt, der den Fluss des elektrischen Stroms in der Solarzelle ermöglicht. 

„Dieser Rekord zeigt, wie gut die Zusammenarbeit in Adlershof über Laborgrenzen hinweg funktioniert“, sagt Prof. Dr. Emil List-Kratochvil, Physiker und Leiter der Arbeitsgruppe Hybride Bauelemente. Die Gruppe forscht an Perowskit-Materialien – halbleitenden Kristalle, aus denen sich je nach Zusammensetzung alle Arten von mikroelektronischen Bauelementen fertigen lassen. Für ihre Tandemsolarzelle haben die Forschungsgruppen von HU und HZB eine Unterzelle aus CIGS mit einer Oberzelle auf Basis von Perowskit kombiniert. Durch die Kombination von zwei Halbleiterdünnschichten zu einer Tandemsolarzelle sind hohe Wirkungsgrade bei minimalem ökologischem Fußabdruck erreichbar. 

Weitere Informationen

Zur aktuellen Ausgabe der Solar Cell Efficiency Tables

Zur Meldung des HZB

Pressemitteilung HU Berlin vom 1. Juli 2026