Tandemzelle oder Tandemmodul?

Auf der Intersolar Europe in München stellten mehrere Unternehmen ihre Konzepte für leistungsstarke Tandem-Perowkit-Photovoltaik vor. Ab der zweiten Jahreshälfte sollen die ersten Module verfügbar sein. Dabei zeigt sich, dass die Herangehensweise der Hersteller ganz unterschiedlich ist.

Wer mit offenen Augen durch die Hallen der Intersolar Europe in München ging, konnte neben den Standard-Modultechnologien wie Topcon und Heterojunction, beidseitig und mit Rückkontakten, noch weitere Module entdecken, die nicht dem Mainstream entsprechen und derzeit auf den Durchbruch warten. Besonders auffällig waren die farbigen Morpho-Color-Module von Megasol, die nicht nur in brillanten Glitzerfarben, sondern auch in variablen Zuschnitten für Dächer und Fassaden ausgestellt wurden. Erstmals präsentierte der Schweizer Hersteller auch sein neues weißes Solarmodul. Nach Angaben des Herstellers können die farbigen Module bis zu 94 Prozent der Leistung von schwarzen Standardmodulen erreichen.

Ohne Einbußen, dafür mit einem satten Plus an Effizienz sollen die künftigen Tandemmodule punkten. Bei Oxford PV, Huasun, Microquanta, GCL und anderen konnte man auf der Messe bereits Prototypen bewundern.

Oxford PV hat bereits die Produktion seiner ersten Generation an Perowskit-Tandemmodulen eingestellt und wird in der zweiten Jahreshälfte die zweite Generation herausbringen. Die Module mit Standardmaßen der „Centaur“-Serie sollen 25 Prozent Effizienz haben. Die Roadmap sehe dann für 2026 die dritte Generation mit 26 Prozent Moduleffizienz vor, sagte Laura Miranda Perez, Chief Communications and Sustainability Officer gegenüber pv magazine. Auch die Garantien für die Modulperformance sollen von Jahr zu Jahr steigen. So habe die zweite Generation bereits 20 Jahre und für die dritte würden sogar 30 Jahre Garantie angestrebt, sagte Miranda Perez. Das Unternehmen hatte kürzlich bekanntgegeben, dass es die Lizenz zur Kommerzialisierung seiner Technologie auf dem chinesischen Markt an Trinasolar vergeben hat.

Oxford PV verfolgt dabei einen Tandemansatz auf Zellebene. Die symmetrische Heterojunction-Basiszelle werde nach Abschluss der Passivierung mit Perowskitschichten behandelt und dann kontaktiert. Interessanterweise nutzt Oxford PV hier weiterhin ungeteilte Vollzellen. Neben der „Centaur“-Serie soll es auch noch eine „Pegasus“-Reihe geben. Hier will der Hersteller besonders leistungsstarke Module für Spezialanwendungen gemeinsam mit Partnern entwickeln und sie beispielsweise für die Raumfahrt, die Luftfahrt, die Telekommunikation und andere Sonderanwendungen zuschneiden.

Einen ähnlichen zellbasierten Ansatz konnte man bei der Enthüllung des Tandem-Prototyps bei Huasun erkennen. Ab 2026 will das Unternehmen ein 800-Watt-Modul mit Heterojunction-Tandemzellen auf den Markt bringen. Viele Details wurden zur Vorstellung noch nicht bekanntgegeben. Das Unternehmen plant aber, die Perowskit-Produktionsschritte „nahtlos“ in die Heterojunction-Zellproduktion einzubinden. Die Niedertemperaturprozesse hätten dabei einen besonders niedrigen CO2-Fußabdruck. Ziel sei langfristig eine Zelleffizienz in der Massenproduktion von mehr als 30 Prozent.

Einen anderen Weg wählt das chinesische Unternehmen Mircroquanta, das erstmals auf der Intersolar vertreten war. Die Module, die bereits in China verkauft werden und nun auch auf dem europäischen Markt Fuß fassen sollen, sind entweder als single Perowskit oder als Tandemmodule designt. Die Single-Module haben eine rötliche Farbe und sind als Glas-Glas-Laminate teilweise transparent. Die Leistung beträgt 140 bis 160 Watt pro Quadratmeter. Daneben gibt es auch beschichtete Dachziegel mit geringer Leistung.

Im Tandemmodul befindet sich die Perowskit-Dünnschicht über der Silizium-Zellebene des Moduls. Beide Ebenen, die Silizium- und die Perowskit-Schicht haben zudem eigene Anschlussboxen, weil die Leistungen der jeweiligen Ebenen zu unterschiedlich sind. Ein String mit solchen Modulen benötigt somit zwei Wechselrichter, einen für die Perowskit- und einen für die Silizium-Photovoltaik, wie Yang Chen, Direktorin of Overseas Business Development erklärt. Microquanta betreibt bereits eine Perowskit-Produktion mit 100 Megawatt Produktionskapazität pro Jahr.

Auch GCL stellte ein Single- und ein Tandemmodul mit einem vergleichbaren Ansatz in München vor. Dabei habe der Single-Prototyp eine Effizienz von 19,04 Prozent bei einer Größe von zwei mal einem Meter. Das Tandemmodul soll bei derselben Größe dann 26.36 Prozent Effizienz haben. GCL will die Module 2026 auf den Markt bringen und arbeite bis dahin unter anderem daran, dass die zwei Anschlüsse an einen Wechselrichter mit zwei MPPT angeschlossen werden können.

Das Rennen um die Tandemmodule hat also begonnen und zur Frage, wer am schnellsten die höchste Leistung liefern kann, gesellt sich die Frage nach dem besten Weg zum Ziel.

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