Das Fraunhofer-Institut für Elektronenstrahl- und Plasmatechnik (FEP) hat zusammen mit Partnern das Projekt Pearl gestartet. Dabei geht es um die Weiterentwicklung der Perowskit-Halbleiter mit modernen Kohlestoffelektroden für Solarzellen. Denn bisher hätten diese noch einige Defizite hinsichtlich ihrer Stabilität und ihrer Haltbarkeit, begründen die Projektpartner. Dies würde ihre langfristige Anwendung erschweren.
Wirkungsgrad von 25 Prozent angestrebt
Im Rahmen des Projekts wollen die Wissenschaftler deshalb nicht nur den Wirkungsgrad der Perowskit-Solarzellen nach oben treiben, sondern vor allem die Stabilität sowie die Kosteneffizienz dieser Solarzellen optimieren. Das Ziel ist, einen Wirkungsgrade von über 25 Prozent zu erreichen und gleichzeitig die Produktionskosten deutlich auf unter 30 Cent pro Watt zu senken. Die Forscher verweisen dazu auf die bisher schon gemachten Fortschritte wie die Steigerung des Wirkungsgrads von anfänglich 4 jetzt schon weit über 20 Prozent und erwarten einen Durchbruch für die Technologie in naher Zukunft.
Kohlenstoffelektroden integrieren
Doch die Stabilität lasse wohl immer noch zu wünschen übrig. Der Wirkungsgradverlust von Perowskit-Zellen innerhalb der ersten Monate nach der Herstellung sei signifikant. Im Rahmen des Projekts wollen die Wissenschaftler deshalb Kohlenstoffelektroden in die Perowskit-Solarzellenarchitektur integrieren. Dadurch erwarten sie nicht nur eine Reduzierung der Materialkosten, sondern vor allem eine höhere Stabilität und eine Vereinfachung der Herstellungsprozesse.
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Solarzellen drucken
Denn die Forscher gehen direkt in die Bauelementarchitektur. Sie wollen Niedertemperatur-Kohlenstoffpasten als Top-Elektroden verwenden und die Fertigung mittels Rolle-zu-Rolle-Technologie realisieren. Damit wären auch flexible Solarzellen möglich, um damit auch Anwendungsfelder wird die gebäude- und fahrzeugintegrierte Photovoltaik abzudecken. „Mit Pearl entwickeln wir nicht nur eine neue Technologie, sondern legen den Grundstein für die nächste Generation der Solarenergie“, betont Riikka Suhonen vom VTT Technical Research Centre of Finland, das am Projekt beteiligt ist. „Unser innovativer Ansatz mit Kohlenstoffelektroden wird nicht nur die Effizienz und Stabilität von Perowskit-Solarzellen verbessern, sondern auch sicherstellen, dass diese Vorteile weltweit zugänglich und nachhaltig sind.“
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Internationale Projektpartner
Am Projekt ist neben dem Fraunhofer FEP und dem Technical Research Centre of Finland auch Teknologian Tutkimuskeskus (VTT) als Koordinator beteiligt. Außerdem nehmen auch Wissenschaftler der Nederlandse Organisatie voor Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek (TNO), vom Helmholtz-Zentrum für Materialien und Energie, der Universita degli Studi di Roma Tor Vergata, der Fachhochschule Nordwestschweiz und dem Institute of Chemical Research of Catalonia (ICIQ-CERCA) teil. Als Industriepartner sind der britische Materialhersteller Dycotec Materials, der polnische Entwickler von Drucktechnologien für Perowskit-Zellen Saule Spółka Akcyjna sowie der italienische Energieversorger ENI beteiligt. (su)
