Forschung- und Entwicklungszentrum von Quells in Bitterfeld-Wolfen.
Foto: Hanwha Q-Cells
Solarmodule mit Tandemzellen auf Basis von Silizium und Perowskit von Qcells haben erfolgreich die in den Zertifizierungsstandards von IEC (International Electrotechnical Commission) und den in Nordamerika maßgeblichen UL (Underwriters Laboratories) bestanden. Dies meldet das zum koreanischen Hanwha-Konzern gehörende Photovoltaik-Unternehmen. Die normenkonforme Durchführung der Tests und Messungen wurde demnach vom TÜV Rheinland bestätigt. Nach der im vergangenen Dezember erfolgten Bekanntgabe eines Wirkungsgrad-Weltrekords für eine kommerziell skalierbare Perowskit/Silizium-Tandemzelle sei damit nun ein wichtiger Meilenstein für die Haltbarkeit erreicht worde. Qcells wertet dies als Beleg für „die Führungsrolle des Unternehmens bei der Weiterentwicklung der Tandemtechnologie hin zu einem realen, kommerziellen Einsatz“.
Die Kombination von Perowskit- mit Standard-Siliziumzellen habe sich in Bezug auf den Wirkungsgrad „in Laborversuchen schon lange als vielversprechend erwiesen“. Hingegen seien die Langzeitstabilität sowie standardisierte Messungen „eine Herausforderung für die Vermarktung“. Tatsächlich ist eine präzise, großflächige Leistungsmessung und damit die Bestimmung des Wirkungsgrads sowie der Degradation von Solarmodulen mit Perowskit/Silizium-Tandemtechnologie komplizierter als bei anderen, bereits als Industriestandard etablierten Zell- und Modultopologien.
Nach eigener Kenntnis, so die Mitteilung von Qcells, seien die jetzt ermittelten Testresultate „der erste Bericht über Tandemmodule, die diese Stresstests unter Berücksichtigung der tandemspezifischen Einschränkungen bei der Leistungsmessung bestanden haben“. Damit sei „wirklich ein entscheidender Moment für die Tandem-Solartechnologie“ erreicht, so Global Chief Technology Officer Danielle Merfeld: „Der Durchbruch von Qcells markiert einen entscheidenden Schritt in Richtung Marktreife.“
Die geprüften Module enthalten den Angaben zufolge Solarzellen mit der von Qcells entwickelten Perowskit-Technologie als Top-Zelle und einer Silizium-Basiszelle der ebenfalls im eigenen Haus entwickelten Q.ANTUM-Topologie. Die Komponenten wurden „ausschließlich mit Prozessen hergestellt, die für die Massenproduktion geeignet sind“, so Fabian Fertig, Leiter der Tandem-Forschung und -Entwicklung bei Qcells Deutschland.
Die jetzt absolvierten Belastungstests wurde Qcells zufolge gemäß den Standards IEC 61215-2:2021 und UL 61215-2:2021 durchgeführt. Sie umfassen einen UV-Vorkonditionierungstest bei einer Einstrahlung von 15 Kilowattstunden je Quadratmeter (MQT10; UV15), einen thermischen Zyklustest für 200 Zyklen (MQT11; TC200), einen Feuchte-Gefrier-Test mit 10 Zyklen (MQT12; HF10) und einen Feuchte-Hitze- (Damp/Heat-) Test mit 1000 Stunden (MQT13; DH1000). Die Tests seien erfolgreich bestanden worden, da die zugehörigen Leistungsmessungen „die tandemspezifischen Anforderungen für Leistungsmessungen gemäß der internationalen Norm IEC TS 60904-1-1 für Multi-Junction-Module erfüllten“ (Multi-Junction: Solarzellen mit mehrfachem pn-Übergang).
Die Module wurden in der Tandem-Pilotfertigung von Qcells in Bitterfeld-Wolfen (Sachsen-Anhalt) hergestellt. Neben dem von der Bundesregierung, dem Land Sachsen-Anhalt und der EU geförderten Forschungs- und Entwicklungszentrum in Bitterfeld betreibt das Unternehmen die Weiterentwicklung der Tandemtechnologie auch am Standort Pangyo in Korea.
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