Eine neue Forschungsarbeit von Fraunhofer ISE, der Universität Freiburg und der King Abdullah University of Science & Technology (KAUST) zeigt: Eine spezielle Passivierungsschicht hat den Wirkungsgrad von Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen auf 33,1 % gehoben – ein neuer Meilenstein. Wir erklären, warum das so wichtig ist, was „Passivierung“ bedeutet und warum dieser Fortschritt für die Solarbranche so spannend ist.

1) Was ist eine Tandem-Solarzelle überhaupt?

Die meisten heute installierten Solarmodule bestehen aus Silizium-Solarzellen. Diese haben sich in den letzten Jahrzehnten stetig verbessert und erreichen inzwischen Wirkungsgrade von über 25 % – eine enorme Erfolgsgeschichte.

Eine Tandemzelle kombiniert zwei verschiedene Solarzellen übereinander:

• Obere Zelle: Perowskit-Schicht, die besonders gut energiereiches blaues Licht nutzt.

• Untere Zelle: Klassische Siliziumzelle, die vor allem rotes Licht verwertet.

Das Ergebnis: Mehr genutztes Sonnenlicht und damit ein höherer Wirkungsgrad als mit Silizium allein.

2) Was bedeutet „Wirkungsgrad“?

Der Wirkungsgrad gibt an, wie viel der eintreffenden Sonnenenergie in elektrischen Strom umgewandelt wird.

• Beispiel: Bei 33 % Wirkungsgrad werden 33 % der Sonnenenergie in Strom verwandelt.

• Je höher der Wirkungsgrad, desto mehr Strom pro Dachfläche – besonders interessant bei begrenztem Platzangebot.

3) Die Rolle der „Passivierung“

Auch bei heutigen Modulen wird bereits viel getan, um die Stromausbeute zu optimieren. Passivierung ist ein bewährtes Verfahren, das dafür sorgt, dass möglichst viele der erzeugten Ladungsträger auch wirklich genutzt werden können.

Bei dieser neuen Entwicklung haben die Forscher eine besonders effektive Passivierungsschicht (PDAI) eingesetzt, die den Stromfluss noch weiter verbessert.

Das bedeutet in Zukunft eine zusätzliche Feinabstimmung, um bei der nächsten Generation noch mehr Leistung aus derselben Fläche herauszuholen.

4) Warum die Texturierung wichtig ist

Industriell hergestellte Siliziumzellen sind mikroskopisch strukturiert (mit winzigen Pyramiden). Das sorgt dafür, dass Licht länger im Material bleibt – und der Ertrag steigt.

Die Herausforderung: Eine gleichmäßige Perowskit-Schicht auf dieser Struktur zu erzeugen. Das ist den Forschern nun erstmals gelungen – ein wichtiger Schritt Richtung Serienproduktion.

5) Was dieser Fortschritt bedeutet

• Mehr Strom pro Dachfläche: 33 % Wirkungsgrad heißt: noch mehr Unabhängigkeit vom Netz.

• Nahe an der Serienfertigung: Die Herstellungsmethoden sind kompatibel mit heutigen Prozessen.

• Zukunftsfähig: Solche Technologien sichern, dass Solarenergie auch langfristig die günstigste und effizienteste Form der Stromerzeugung bleibt.

6) Zahlen und Ergebnisse im Überblick

7) Bedeutung für Eigenheimbesitzer und Unternehmen

Noch sind solche Zellen im Labor – aber der Weg zur Serienproduktion ist klar:

Mehr Leistung, gleiche Fläche, bessere Wirtschaftlichkeit.

Wer heute in eine PV-Anlage investiert, nutzt bereits ausgereifte und hocheffiziente Technik.

Die Entwicklung zeigt jedoch, dass die Module der Zukunft noch einmal 30 % mehr Ertrag liefern könnten – ein starkes Signal für die kontinuierliche Verbesserung der Photovoltaik.

Fazit

Die 33,1 %-Tandemzelle ist ein Meilenstein für die nächste Generation von Solarmodulen. Sie zeigt: Die Technologie entwickelt sich stetig weiter, um noch mehr Sonnenenergie in sauberen Strom umzuwandeln – und damit die Energiewende weiter zu beschleunigen.

Quellen

• Foto: © Universität Freiburg / Foto: Silvia Wolf

• Fraunhofer ISE (09/2025):

  https://www.ise.fraunhofer.de/en/press-media/press-releases/2025/international-research-team-unlocks-the-power-of-passivation-for-perovskite-silicon-tandem-solar-cells.html

• PV Magazine (05.09.2025):

  https://www.pv-magazine.com/2025/09/05/kaust-franuhofer-ise-announce-33-1-efficient-fully-texturized-perovskite-silicon-tandem-solar-cell/

• University of Freiburg (09/2025):

  https://uni-freiburg.de/en/more-electricity-from-the-same-area-passivation-increases-the-efficiency-of-perovskite-silicon-tandem-solar-cells/

• Science.org (2025):

  https://www.science.org/doi/10.1126/science.adx1745