Perowskite-Einsatz in der Produktion

Perowskite: Eine vielversprechende Zukunft für die Solarindustrie

Perowskite bleiben eine große Hoffnung für die Zukunft der Solarindustrie, sobald die Möglichkeiten von Tunneloxid passivierten Kontakten (TOPCon) und Heterojunction PV ausgeschöpft sind. Ein Blick auf die neuesten Perowskite-Forschungsergebnisse zeigt, dass die Branchenoptimismus auf einem soliden Fundament beruht.

Der Einzug der Perowskite in die Produktion

Die erste 1-MW-Solaranlage, die Perowskit-Module von Microquanta Semiconductor verwendet, erzeugt seit November 2023 Strom.

Weltrekorde für Perowskit-Solarzellen

Weltrekorde für Perowskit-Solarzellen haben eine kurze Lebensdauer. Bis April 2022 führte eine Silizium-Perowskit-Tandemzelle vom Helmholtz-Zentrum Berlin mit einer Effizienz von 32,5%. Forscher am Photovoltaiklabor der King Abdullah University of Science and Technology in Saudi-Arabien erreichten später 33,2% und dann 33,7% im Mai 2023. Dieser Rekord hielt einige Monate. Anfang November 2023 wandelte eine Perowskit-Silizium-Tandemzelle des chinesischen PV-Herstellers Longi 33,9% des einfallenden Sonnenlichts in Strom um.

Forschungsfortschritt

Forscher entdecken zunehmend fundamentale Prozesse innerhalb von Perowskit-Materialien. Thomas Kirchartz und sein Team am Forschungszentrum Jülich entdeckten einen bedeutenden Unterschied zwischen Perowskiten und anderen Solarzellenmaterialien. Sie stellten fest, dass tiefe Defekte, die in Silizium auftreten können, in Perowskiten nicht existieren können.

Laborexperimente zur Produktionsoptimierung

Ein Forschungsteam unter der Leitung von Ulrich W. Paetzold vom Karlsruher Institut für Technologie entwickelte einen Ansatz, um Entwicklungen zu beschleunigen. Sie trainierten eine Künstliche Intelligenz, um die kleinsten Abweichungen in der Lichtemission der Zellen während der Produktion von Tandemgeräten zu erkennen.

Herstellung von PV-Modulen

Große Perowskit-Silizium-Tandemzellen oder sogar ganze Module sind immer noch schwer zu finden. Die Herstellung von reinen Perowskit-Solarzellen ist ebenfalls Gegenstand intensiver Bemühungen. Zahlreiche Unternehmen arbeiten daran, Produktionsprozesse zu entwickeln, die schnell, zuverlässig und kostengünstig sind.

Herausforderungen bei der Herstellung

Die Herstellung von Perowskit-Solarzellen in großem Maßstab bringt einige Herausforderungen mit sich. Es gibt keinen Mangel an ungelösten Herausforderungen für Zellen, die hunderte Male größer sind als Prototypen. Forschungsinstitute und PV-Unternehmen groß und klein wollen zuverlässige, billige und schnelle Produktionsprozesse für große Zellen.

Erreichung von Stabilität

Die Stabilität von Perowskit-Modulen über einen Zeitraum von 25 Jahren bleibt eine Herausforderung. Trotz vielversprechender Ergebnisse im Labor gibt es einen Mangel an konkreten Informationen der Hersteller und an Messdaten aus Langzeitanwendungen im Freien.

Ausblick

Die Hürden für die kostengünstige Serienproduktion von Perowskit-Solarzellen – allein oder in Tandems – scheinen in den nächsten Jahren überwindbar zu sein.