Metallhalogenid-Perowskit-Solarzellen im Langzeittest beim HZB

Das Helmholtz-Zentrum Berlin arbeitet daran, Solarzellen aus Metallhalogenid-Perowskiten zu entwickeln. Die neuen Erkenntnisse in diesem Bereich wurden bereits ein Jahr lang im Außeneinsatz getestet. Die neuen Erkenntnisse dieser Forschungsgruppe könnten wichtig für die Zukunft der Perowskit-Solarmodule werden.

Metallhalogenid-Perowskit-Solarzellen aus flüssiger Tinte

Das Team von Prof. Dr. Eva Unger hat herausgefunden, dass eine Beschichtung mit Standard-Tinte zu einer Inhomogenität führt. Das äußerst sich zum Beispiel in einer rippenartigen Struktur. Dies ist jedoch nicht gewünscht. Um dies zu vermeiden, wurde an einer optimierten Lösung gearbeitet. Dabei kam heraus, dass es eine wesentlich homogenere Zusammensetzung zustande kommt, wenn mit Tinte aus Vorläufermaterialien und verschiedenen Lösungsmitteln gearbeitet wird. Verdampfen die Lösungsmittel, kristallisieren die Perowskite sich zu einer homogenen Schicht. Zumindest im Idealfall.

Die beste Solarzelle dieser Art erreichte damit unter Laborbedingungen einen Wirkungsgrad von 22,3 Prozent. Ein Minisolarmodul mit einer Fläche von 12,6 Quadratzentimeter erreichte einen Wirkungsgrad von ca. 17 Prozent. Damit ist der Wirkungsgrad zwar schlechter als, als die der gängigen kristallinen Module, dennoch zeigen die Forschungsergebnisse eine neue Möglichkeit preisgünstige Perowskit-Module herzustellen. Dennoch sind weitere Experimente notwendig, die verschiedenen Rollen der Lösungsmittel in den unterschiedlichen Phasen der Dünnschichtverarbeitung zu analysieren.

Langzeittest unter Außenbedingungen

Ein Jahr lang wurde die Mini-Solarzelle im Freien getestet. Dabei wurde festgestellt, dass der Wirkungsgrad des Moduls lediglich in den warmen Sommermonaten gesunken ist. Sowohl im Winter, als auch im Frühling blieb der Wirkungsgrad von ungefähr 17 Prozent nahezu stabil. Projektleiterin Eva Unger sagt dazu: „Diese Tests von größeren Modulen unter realen Bedingungen geben uns wertvolle Hinweise, um die Halogenid-Perowskit-Photovoltaik weiter zu verbessern.“

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Zukunft der Perowskit

Den Perowskit-Solarmodulen wird ein großes Potenzial zugesagt. Derzeit arbeiten verschiedene Forschungseinrichtungen an der Optimierung dieser Technologie. Aktuell gibt es diese Module jedoch noch nicht auf dem Markt. Das möchte das Schweizer Unternehmen Meyer Burger mit seinen Partnern jedoch ändern. Zu diesen Partnern gehört unter anderem das Helmholtz-Zentrum Berlin. Der Plan des Modulherstellers ist es, ein Modul mit einem Wirkungsgrad von ca. 30 Prozent auf den Markt zu bringen. Derzeit wird daran allerdings noch gearbeitet und es ist noch nichts marktreif.