Am Fraunhofer-Institut für Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP in Dresden wird derzeit an Solarzellen der nächsten Generation geforscht. Das FEP ist einer von zehn Partnern, die im Rahmen des EU-Projekt PEARL an der Weiterentwicklung von Perowskit-Solarzellen mit hochmodernen Kohlenstoffelektroden arbeiten.

Solarzellen auf der Basis des kostengünstigen, vielseitigen und funktionalen Minerals Perowskit gelten als sehr zukunftsträchtig. Allerdings weisen Perowskit-Solarzellen noch erhebliche Defizite hinsichtlich ihrer Stabilität und Haltbarkeit auf, was ihre langfristige Anwendung erschwert. Ein Hauptproblem ist der signifikante Wirkungsgradverlust innerhalb der ersten Monate nach der Herstellung. Geplant ist, in naher Zukunft den Wirkungsgrad von Perowskit-Zellen von ursprünglich vier Prozent auf weit über 20 Prozent anzuheben. Perowskit ist ein sehr häufig vorkommendes Material. Es kann auch mit anderen Materialien kombiniert werden, wodurch die Solarzellen noch effektiver werden. Sie können dadurch bereits ein Drittel des einfallenden Lichts in elektrische Energie umwandeln.

Das PEARL-Projekt zielt nach Angaben des Fraunhofer FEP darauf ab, einen Wirkungsgrad von Perowskit-Solarzellen von über 25 Prozent bei einer gleichzeitigen Senkung der Produktionskosten von unter 30 Cent pro Wattpeak (Wp) zu erreichen.

Zugleich soll eine Betriebsstabilität erreicht werden, die die geltenden Normen der Internationalen Elektrotechnischen Kommission (IEC) übertrifft. Für diese lange Haltbarkeit nutzen die Forscher Niedertemperatur-Kohlenstoffpasten als Top-Elektroden der Perowskit-Solarzellen und fertigen sie mittels einer sogenannten Rolle-zu-Rolle-Technologie. Ähnlich wie in einer Druckerei werden sie also auf eine Rolle aufgetragen. Diese Zellen, so das Projektziel, sollen überall flexibel angebracht werden können, egal ob an Gebäuden, Fahrzeugen oder anderen technischen Geräten.

(dn)