Enquanto o silício converte principalmente as porções vermelhas da luz solar em eletricidade, os compostos de perovskita utilizam principalmente as porções azuis do espectro. Uma célula solar tandem feita de silício e perovskita empilhados atinge, assim, uma eficiência significativamente maior do que cada célula individual por si só.

Prof. Bernd Stannowski do HZB Institute PVcomB e Prof. Steve Albrecht, que dirige um Helmholtz Young Investigator Group (YIG) no HZB, já estabeleceram, em conjunto, novos recordes para células solares monolíticas em tandem em várias ocasiões. No final de 2018, a equipe apresentou uma célula solar tandem feita de silício com uma perovskita de haleto metálico que alcançou uma eficiência de 25,5 por cento. Então a Oxford Photovoltaics Ltd. anunciou um valor de 28 por cento.

Agora a equipe HZB pode relatar o próximo registro. O valor de 29,15 por cento foi certificado pelo Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energia Solar (ISE) na sexta-feira, 24 de janeiro e agora aparece nos gráficos do National Renewable Energy Lab (NREL), EUA. O gráfico NREL tem monitorado os níveis crescentes de eficiência para quase todos os tipos de células solares desde 1976. Os compostos de perovskita foram incluídos apenas desde 2013 - e a eficiência dessa classe de material aumentou mais do que em qualquer outro material desde então.

"Desenvolvemos uma camada de contato de eletrodo especial para esta célula em colaboração com o grupo do Prof. Vytautas Getautis (Universidade de Tecnologia de Kaunas), e também camadas intermediárias melhoradas, "explica Eike Köhnen e Amran Al-Ashouri, alunos de doutorado do grupo de Albrecht. A nova camada de contato do eletrodo também permitiu a melhoria da composição do composto de perovskita no laboratório HZB HySPRINT. Este composto agora é mais estável quando iluminado na célula solar tandem e melhora o equilíbrio das correntes elétricas fornecidas pelas células superior e inferior. A célula inferior de silício vem do grupo de Stannowski e apresenta uma camada superior de óxido de silício especial para acoplar opticamente as células superior e inferior.

Todos os processos usados ​​para realizar esta célula de um centímetro quadrado também são adequados, em princípio, para grandes áreas de superfície. Aumentar a escala com a ajuda de processos de deposição a vácuo é muito promissor, como os testes iniciais já mostraram.

O limite realista de eficiência prática para células tandem feitas de silício e perovskita é de cerca de 35 por cento. Próximo, a equipe do HZB quer quebrar a barreira da eficiência de 30 por cento. Albrecht explica que as ideias iniciais para isso já estão em discussão.