Kombinierte Solarzellen, die aus zwei verschiedenen Typen bestehen, haben in den letzten Jahren erhebliche Fortschritte gemacht und sind viel effizienter als herkömmliche Siliziumzellen. Wissenschaftler haben durch die Kombination beider Zelltypen beeindruckende Wirkungsgrade erzielt. Ein Forscherteam der ETH Lausanne und des CSEM erreichte im Sommer 2022 mit einer solchen Tandemzelle einen Wirkungsgrad von rund 31 Prozent, was damals einen Weltrekord darstellte. Heutzutage liegt der Spitzenwert sogar bei fast 34 Prozent, erreicht vom chinesischen Photovoltaik-Hersteller Longi. Im Vergleich dazu erreichen herkömmliche Siliziumzellen nur gut 27 Prozent Effizienz.
Die Forschung konzentriert sich vor allem auf die Materialgruppe der Perowskite, die auf konventionelle Siliziumsolarzellen aufgetragen werden. Diese Zellen nutzen hauptsächlich blaues und grünes Licht, während die rote Strahlung zur darunterliegenden Siliziumschicht geleitet wird. Die höhere Effizienz der Tandemzellen gegenüber herkömmlichen Solarzellen zeigt sich nicht nur in den erzielten Wirkungsgraden, sondern auch im theoretischen Maximum. Die höchstmöglichen Wirkungsgrade von Perowskit-Silizium-Tandemzellen sind laut Forschern deutlich höher als die von herkömmlichen Siliziumzellen.
Angesichts der schnellen Fortschritte im Labor strebt die Solarbranche nun die Produktion ganzer Module mit Tandemzellen an. Mehrere Unternehmen wie Hanwha Qcells, Helmholtz-Zentrum Berlin und Oxford PV haben bereits Projekte gestartet, um Tandemzellen herzustellen und Erfahrungen mit den Fertigungstechnologien zu sammeln. Trotz der Vorteile der Tandemzellen stehen die Produzenten vor technischen Herausforderungen, insbesondere in Bezug auf die Beschichtung, da es noch keine etablierte Methode dafür gibt.
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