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    Christoph Messmer mit Student Award bei der europäischen Konferenz für Photovoltaik ausgezeichnet

    16.09.2020 15:08
    Christoph Messmer, Doktorand in der Gruppe Photovoltaische Energiekonversion am INATECH, erhielt einen Student Award für seinen Plenarvortrag “The Race for the Best Silicon Bottom Cell: Efficiency and Cost Evaluation of Perovskite-Silicon Tandem Cells” bei der 37. European PV Solar Energy Conference and Exhibition (EU PVSEC). Christoph Meßmer

    Christoph Meßmer

    In diesem Beitrag untersuchten er und sein Team das Effizienz- und Kostenpotenzial von Perowskit-Silicium-Tandemzellen. Perowskit-Solarzellen haben bemerkenswerte Fortschritte in Bezug auf deren Wirkungsgrad im Labor gemacht und können potenziell kostengünstig hergestellt werden. Darüber hinaus kann bei Perowskiten die Bandlücke festgelegt werden – jener Parameter, der bestimmt, welcher Teil des Sonnenspektrums genutzt wird. In einer Tandem-Solarzelle wird ein Material mit hoher Bandlücke in einer Top-Solarzelle – die hochenergetische Photonen nutzt – auf eine Bottom-Solarzelle aus Silicium – die niederenergetische Photonen nutzt – gestapelt. Für die obere Solarzelle sind Metallhalogenidperowskite (mit der allgemeinen Struktur ABX3) ein idealer Kandidat. Mit Perowskit-Silicium-Tandemzellen lassen sich potentiell Wirkungsgrade von über 30% erreichen, das damit über dem fundamentalen Effizienzlimit von Silicium Einfachzellen liegt.

    In dieser Arbeit untersuchten Christoph und sein Team verschiedene Silicium-Bottom-Zellkonzepte auf der Basis der PERC-, TOPCon- und SHJ-Techno­logien, um das Effizienz- und Kostenpotenzial von Perowskit-Silicium-Tandemzellen abzuschätzen. Für jede Tandemzelle wurde die technologische Machbarkeit untersucht, gefolgt von einer detaillierten Untersuchung des Effizienzpotenzials mit Hilfe eines experimentell validierten Simulationsmodells. Anschließend wurde jedes Bottom-Zellkonzept im Hinblick auf die Gesamtkosten der Unterzelle bewertet. Die Zusammenführung des Wirkungsgradpotenzials und der Kostenbewertung ermöglichte es, die verschiedenen Tandemzellkonzepte in Bezug auf die Modulkosten pro Wp zu bewerten. Die Ergebnisse der Forschungsarbeit zeigen, dass Perowskit-Silicium-Tandemsolarzellen vielversprechende Kandi­daten sind, um die Stromgestehungskosten für den Eigentümer der PV-Anlage deutlich zu senken, und insbesondere, dass das Rennen um die beste Silicium-Bottom-Zelle noch offen ist.

    Christoph Messmer ist Doktorand in der Gruppe für Photovoltaische Energie­kon­version am Institut für Nachhaltige Technische Systeme INATECH der Universität Freiburg in Kooperation mit dem Fraunhofer ISE. Seine Promotion wird durch ein Stipendium der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) gefördert und konzentriert sich auf die numerische Simulation hocheffizienter Siliciumsolarzellen, insbesondere auf die Untersuchung passivierender Kontakttechnologien und deren Anwendung in Tandembauelementen wie Perowskit-Silicium-Tandemsolarzellen. Er absolvierte 2017 seinen M.Sc. in Physik an der Universität Freiburg.

    Die EU PVSEC ist die größte internationale Konferenz für Forschung, Technologie und Anwendung im Bereich der Photovoltaik. Bewerbungen für den EU PVSEC Student Award werden von einem internationalen wissenschaftlichen Komitee begutachtet und bewertet, welches sich aus über 200 international führenden Experten aus Forschung und Industrie zusammensetzt. Die Preise fördern hochqualitative Arbeit unter jungen Forscherinnen und Forschern und würdigen ihre bemerkenswerten und herausragenden Forschungsarbeiten im Bereich der Photovoltaik. Die Preise wurden im Rahmen der Online Konferenz verliehen.



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