Die belgischen Forscher vom IMEC in Leuven haben ein kleines Solarmodul mit Perowskiten als Halbleitermaterial mit einer Effizienz von acht Prozent hergestellt. Das Material hat noch viel Potenzial und soll vor allem in der gebäudeintegrierten Photovoltaik eingesetzt werden.
Forscher vom Nanoelektronik Forschungszentrum IMEC im belgischen Leuven haben ein Dünnschichtmodul mit Perowskiten als Halbleitermaterial mit einer Effizienz von acht Prozent vorgestellt. Der Wirkungsgrad wurde auch einer Fläche von 16 Quadratzentimetern gemessen. „Dies zeigt das Potenzial der Skalierung, die diese neue Dünnschichttechnologie von der Zelle bis auf die Modulgröße hat“, betonen die belgischen Forscher. „Dieser Erfolg ist ein wichtiger Durchbruch bei der Realisierung marktfähiger Dünnschichtlösungen für die Anwendung als gebäudeintegrierte Photovoltaik.“
Exzellentes Material für Dünnschichtphotovoltaik
Für die Wissenschaftler des IMEC sind die Hybride aus organischen Methylammoniumverbindungen und anorganischen Halogeniden ein exzellentes Material für die Dünnschichtphotovoltaik. Diese Zellen und Module versprechen in Zukunft ein riesiges Potenzial für Wirkungsgradsteigerungen. „Nicht nur das IMEC verbessert das Perowskitmaterial, aber es passt die auch Zell- und Modulstruktur so weit an, um die Effizienz der Perowskitsolarzellen und Module auf über 20 Prozent zu erhöhen“, stellt Tom Aernouts, Forschungsleiter für Dünnschichtphotovoltaik am IMEC, in Aussicht. „Die rasanten Fortschritte, die wir dabei machen, basieren auf unseren Erfahrungen mit der traditionellen organischen Photovoltaik.“ Immerhin haben australische und britische Forscher schon kleine Perowskitzellen mit einem Wirkungsgrad von 20 Prozent hergestellt. Sie haben dies aber nicht auf eine größere Fläche gebracht.
Massenfertigung ist der nächste Schritt
Während in den vergangenen Jahren die Steigerung der Effizienz solcher Zellen immer weiter getrieben wurde, ist die nächste Aufgabe, diese Dünnschichttechnologie auch in die Massenfertigung und in den Photovoltaikmarkt zu bringen. Die Herausforderungen sind vor allem das Auftragen des Halbleiters auf große Flächen und die Verschaltung. Um die Überführung in die Massenfertigung zu bewerkstelligen, arbeiten die Forscher des IMEC im Rahmen der niederländisch-belgisch-deutschen Forschungsinitiative Solliance mit weiteren Forschungs- und Industriepartnern zusammen. Ziel ist es, das Halbleitermaterial kostengünstig und mit wenig Effizienzverlust in der Massenfertigung auf Folie, Glas oder andere Trägermaterialien zu bringen.
Dyesol steigt ein
Eine Chance bietet sich jetzt durch den Beitritt des australischen Herstellers von organischen Solarzellen Dyesol zur Solliance-Initiative. Das Unternehmen wird sich in Zukunft auch auf die Produktion von Perowskitmodulen konzentrieren. Die Partner in der Soillance-Initiative haben die Möglichkeit, auf Pilotlinien die Herstellungsprozesse zu entwickeln. Dyesol will mit der zunächst auf drei Jahre angelegten Zusammenarbeit auf diese Möglichkeiten zurückgreifen, um ein Verfahren zu entwickeln, die Perowskitzellen auf Stahl zu drucken. Diese Produkte sollen dann international als Fassaden- oder Dachelemente vertrieben werden. „Diese Partnerschaft wird der technologisch leistungsfähigste kommerzielle Ansatz sein, um diese neue Generation der Photovoltaiktechnologie in den Massenmarkt zu bringen“, hoffen die Australier. (su)
