Forscher am Schweizer Forschungsinstitut École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) haben in Zusammenarbeit mit dem australischen Unternehmen Dyesol den Laborwirkungsgrad im Labor von Festkörperfarbstoffsolarzellen (DSC) auf 11,3 Prozent gesteigert. „Damit ist ein technischer Durchbruch gelungen, der neue Bahnen weist“, freuen sich die Australier. „Dieser Durchbruch kommt zu einer Zeit, in der die Technologie von auf Flüssigkeit basierenden Systemen auf Festkörper übergeht, um so den Anforderungen an die Lebensdauer des Produkts sowie der Massenherstellung gerecht zu werden.“
Ziel ist es, jetzt die Farbstoffzellen für die Massenfertigung für Produkte zur gebäudeintegrierten Photovoltaik fit zu machen. Das könne mit dieser jetzt entwickelten, sogenannten mesoskopischen Solarzelle gelingen. Dyesol geht davon aus, dass basierend auf dem Laborwirkungsgrad in der industriellen Fertigung eine Effizienz von mehr als zehn Prozent erreicht werden kann. Das würde den kommerziellen Durchbruch der Farbstoffsolarzelle ein ganzes Stück voranbringen.
Nachdem die Wirkungsgradschwelle von zehn Prozent geknackt ist, wachsen die Hoffnungen, sich zusammen mit den weltweiten Vertriebspartnern besser auf dem Markt für gebäudeintegrierte Photovoltaik aufstellen zu können. Immerhin prognostizieren Marktanalysten diesem Markt eine große Zukunft.
Die Nachfrage könnte in den nächsten Jahren auf mehrere Milliarden Dollar steigen. Vor allem in Solarmärkten mit suboptimalen Lichtverhältnissen wie Europa, Nordamerika und Nordostasien und in Regionen, in denen die organische Photovoltaik schon einen beträchtlichen Vorteil gegenüber den Technologien der ersten und zweiten Generation hat, ist der Forschungserfolg von besonderer Bedeutung.
Die Hersteller von Farbstoffzellen haben in den vergangenen Jahren eine steile Entwicklung bezüglich der Effizienz hingelegt. Noch vor drei Jahren lag der Rekord von Festkörper-DSCs bei gerade einmal fünf Prozent. Damit war er noch geringer als der von auf Flüssigkeiten basierenden Farbstoffsolarzellen. „Die heutige Bekanntmachung stellt einen Quantensprung für Dyesol und seine Kommerzialisierungspartner dar, und wir freuen uns auf einen rapiden Übergang aus dem Labor zum Fertigungsband“, freut sich Richard Caldwell, Vorstandsvorsitzender von Dyesol.
Er ist überzeugt, in naher Zukunft weitere Verbesserungen in der Festkörperleistung bekannt geben und alle bisher veröffentlichten Wirkungsgradrekorde der auf Flüssigkeiten beruhenden Farbstoffzellen schlagen zu können.
Neben den Farbstoffzellen werden auch Solarmaterialien aus Polymeren und ähnlichen Kunststoffen zu den organischen Zellen gezählt. Sie erreichen vergleichbare Wirkungsgrade. Bisher ungelöst ist die Frage, wie lange organische Zellen halten und wie sie eingekapselt sein müssen, um in Bauteilen und Komponenten der Bauwirtschaft umweltfreundlichen Solarstrom zu erzeugen. Auch gibt es bislang keine Standardisierung der vorhandenen Produkte. https://www.greatcellenergy.com/
Forschung beim australischen Unternehmen Dyesol.