Longi knackt Solar-Grenze: Warum 34,85 % jetzt alles verändern

Das chinesische Unternehmen Longi hat mit einer Silizium-Perowskit-Tandemzelle die theoretische Wirkungsgrenze fotovoltaischer Zellen durchbrochen – zertifiziert durch das NREL. Der Schlüssel liegt in einer innovativen LiF/EDAI-Doppelschicht, die Rekombination minimiert und Effizienz maximiert. Was bedeutet das für die Zukunft der Solarbranche?

Inhaltsübersicht

Einleitung
Wie Longi die Effizienzformel überlistete: Das Geheimnis der LiF/EDAI-Schicht
Zertifikat, Zahlen, Zeitfenster: Wann Longi die 34,85 % erreichte – und was das bedeutet
Was jetzt auf dem Spiel steht: Vom Laborsieg zur solaren Revolution?
Fazit

Einleitung

Seit Jahrzehnten glaubte man, dass Photovoltaik-Zellen eine physikalische Obergrenze der Effizienz besitzen – das sogenannte Shockley-Queisser-Limit von etwa 33,7 %. Doch dieser Technik-Glaubenssatz wurde nun gebrochen: Das chinesische Unternehmen Longi Green Energy hat mit einer zweipoligen Silizium-Perowskit-Tandemzelle einen Wirkungsgrad von 34,85 % erreicht. Möglich wurde dieser Rekord durch eine neuartige Schnittstellenpassivierung mittels einer ultradünnen Lithiumfluorid-Schicht kombiniert mit kurzkettigen Ethylendiammoniumdiiodid-Molekülen. Diese scheinbar einfache Innovation könnte der entscheidende Baustein für eine neue Ära der solaren Stromerzeugung sein – mit weitreichenden Folgen für Wirtschaft, Klima und Energiemärkte. Doch was steckt konkret hinter dieser Technologie und wie belastbar sind die Versprechen?

Wie Longi die Effizienzformel überlistete: Das Geheimnis der LiF/EDAI-Schicht

Es klingt fast zu einfach: Zwei ultradünne Schichten – Lithiumfluorid (LiF) und Ethylendiammoniumdiiodid (EDAI) – zwischen Perowskit und Silizium. Doch genau diese Kombination bringt die Silizium-Perowskit-Tandemzelle von Longi Green Energy über das Shockley-Queisser-Limit hinweg. Mit 34,85 % Wirkungsgrad, zertifiziert vom National Renewable Energy Laboratory (NREL), wurde ein technisches Tabu gebrochen – dank atomarer Feinarbeit an der Grenzfläche.

Was diese Schicht so besonders macht

In herkömmlichen Solarzellen gehen enorme Mengen potenzieller Energie verloren – nicht durch Defekte, die man mit bloßem Auge erkennen könnte, sondern auf quantenmechanischer Ebene. Solche nicht-radiativen Rekombinationsverluste treten auf, wenn angeregte Elektronen wieder in ihren Grundzustand zurückfallen, ohne ein Photon – also ohne verwertbares Licht – abzugeben. Die Folge: sinkende Spannung, geringerer Strom, weniger Effizienz.

Die LiF/EDAI-Bilayer-Passivierung setzt genau hier an. Die hauchdünne LiF-Schicht wirkt als physikalische Barriere, reduziert Oberflächendefekte und isoliert störende Zustände im Kristallgitter. Die darüberliegende EDAI-Schicht wiederum bindet chemisch an die Perowskit-Oberfläche und sättigt offene Valenzen – das bedeutet: weniger Fangstellen für Elektronen, also effizientere Ladungsextraktion.

Was die Daten sagen

Experimente zeigen: Mit der Bilayer-Technologie sinkt die rekombinative Verlustleistung signifikant – ein messbarer Rückgang der Dunkelstromdichte belegt dies. Gleichzeitig verbessert sich die offene Klemmenspannung der Zelle, ein zentraler Indikator für reduzierte Verluste. Ohne die LiF/EDAI-Schicht lag die Tandemzelle deutlich unterhalb der nun erreichten 34,85 % – die Optimierung war also nicht Makulatur, sondern ein entscheidender Effizienzschritt.

Diese Art von Schnittstellenpassivierung könnte sich als universeller Hebel für kommende Photovoltaik-Innovationen erweisen. Vor allem dort, wo das Zusammenspiel zwischen unterschiedlich strukturierten Halbleitern wie Silizium und Perowskit-Solarzellen bisher selbst hochkarätige Wirkungsgrade limitiert hat.

Zertifikat, Zahlen, Zeitfenster: Wann Longi die 34,85 % erreichte – und was das bedeutet

Es war ein Moment, der Aufmerksamkeit weit über Fachkreise hinweg erregte: Als das National Renewable Energy Laboratory (NREL)</b) den Rekord von 34,85 % Wirkungsgrad offiziell zertifizierte, setzte Longi Green Energy ein Ausrufezeichen in der Geschichte der Photovoltaik. Diese Zahl fiel nicht vom Himmel – sie ist das Resultat jahrelanger Entwicklungsarbeit an der Silizium-Perowskit-Tandemzelle und beruht unter anderem auf der LiF/EDAI-Bilayer-Passivierung, die nicht-radiative Verluste an der Zelloberfläche drastisch senkt.