Wissenschaftler entwickeln derzeit neuartige Keramikzellen, um die Vorteile verschiedener Solartechnologien zu bündeln: Druckbare organische und stabile kristalliner Solarzellen sowie die Ferroelektrizität des Bleihalogenid-Perowskits.
Wissenschaftler des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) berbinden im Projekt Kerasolar die Forschung zu Photovoltaik mit keramischen Funktionsmaterialien. In den nächsten sechs Jahren werden die KIT-Forscher von der Carl-Zeiss-Stiftung mit 4,5 Millionen Euro geförderten. Das Projekt „Neuartige flüssig-applizierte keramische Solarzellen“, kurz Kerasolar, suncht nach einem völlig neuen Materialkonzept für Solarzellen.
Die neuen Funktionsmaterialien werden aus Keramikwerkstoffen hergestellt, die eine außerordentlich gute Robustheit und Langzeitbeständigkeit versprechen. Moderne Solarzellen müssen aber weit mehr Eigenschaften besitzen: Sie müssen beliebig formbar und integrierbar sein, um so quasi jede Fläche in Sonnenkraftwerke zu verwandeln.
Maßgeschneiderte Materialeigenschaften
Ihre Produktion muss demnach so wenig Energie wie möglich verbrauchen, die Herstellungsprozesse sollten ohne giftige Substanzen auskommen und die nötigen Rohstoffe ausreichend verfügbar sein. Genau hier kommen die Vorteile keramischer Funktionsmaterialien zum Tragen: Sie bieten nahezu unendliche Möglichkeiten, Elemente und Verbindungen miteinander zu kombinieren und so maßgeschneiderte Materialeigenschaften zu erzielen. Damit eröffnet sich dem Projektteam ein großes neues Forschungsfeld.
Das Projekt ist am Materialwissenschaftlichen Zentrum für Energiesysteme (MZE) des KIT angesiedelt. Etwa die Hälfte der 16 am MZE angesiedelten Arbeitsgruppen aus unterschiedlichen wissenschaftlichen Disziplinen werden an dem Projekt mitwirken und ihre Expertise aus der Elektrotechnik, den Materialwissenschaften, der Physik und der Chemie einbringen. (nhp)
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