{"id":296049,"date":"2021-06-23T09:00:00","date_gmt":"2021-06-23T07:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?p=296049"},"modified":"2021-06-23T09:00:00","modified_gmt":"2021-06-23T07:00:00","slug":"leistungsfaehigere-nachhaltigere-solarmodule-mit-hoeherem-wirkungsgrad","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/leistungsfaehigere-nachhaltigere-solarmodule-mit-hoeherem-wirkungsgrad\/","title":{"rendered":"Leistungsf\u00e4higere, nachhaltigere Solarmodule mit h\u00f6herem Wirkungsgrad"},"content":{"rendered":"\n

Solarzellen absorbieren Sonnenlicht und wandeln aufgenommene Strahlungsenergie in elektrische Energie um. Aktuelle Silizium-Solarzellen k\u00f6nnen jedoch nur die Energie eines einzigen Energiebereichs des Lichts absorbieren. Die gesamte Energie anderer Wellenl\u00e4ngen geht ungenutzt verloren. Aus diesem Grund bauen Wissenschaftler im Rahmen des EU<\/a>-finanzierten Projekts PERTPV nun einen neuen Solarzellentyp auf Perowskitbasis. So sollen leistungsf\u00e4higere, nachhaltigere Solarmodule mit h\u00f6herem Wirkungsgrad entstehen. “Zum Nutzen des Menschen wie auch des Planeten”, hei\u00dft es in Br\u00fcssel.<\/p>\n\n\n\n

Noch wird Silizium am h\u00e4ufigsten f\u00fcr Solarzellen verwendet, andere Materialien k\u00f6nnten jedoch potenziell h\u00f6here Wirkungsgrade erzielen und au\u00dferdem vielseitiger angewendet werden. Nicht zuletzt k\u00f6nnte, je nach Material, auch das Preis-Leistungs-Verh\u00e4ltnis verbessert werden. Ein solches Material ist beispielsweise Perowskit. Dieses Mineral weist die gleiche Kristallstruktur auf wie Kalziumtitanat.<\/p>\n\n\n\n

“Beim Einsatz der Perowskite als Absorbermaterial hat sich herausgestellt, dass mit ihnen hocheffiziente Zellen hergestellt werden k\u00f6nnen, die nahezu den Wirkungsgrad traditioneller Siliziumzellen erreichen\u201c, erkl\u00e4rt Henry Snaith, Professor an der Universit\u00e4t Oxford. Ein Vorteil von Perowskitzellen gegen\u00fcber Siliziumzellen ist, dass sie in gro\u00dfem Ma\u00dfstab hergestellt werden k\u00f6nnen. Laut Snaith haben sie aber auch einen h\u00f6heren Wirkungsgrad als herk\u00f6mmliche Siliziumzellen.<\/p>\n\n\n\n

Gestapelte f\u00fcr Spannung und h\u00f6heren Wirkungsgrad<\/h3>\n\n\n\n

“Es ist m\u00f6glich, die Perowskitzusammensetzung zu ver\u00e4ndern, um verschiedene Energieb\u00e4nder des Lichts zu absorbieren\u201c, erl\u00e4utert Snaith die Vielseitigkeit der Perowskitzellen. “Das bedeutet, dass, anstelle das gesamte Licht von einem einzigen Material absorbieren zu lassen, wie es bei Silizium der Fall ist, zwei oder mehr Zellen \u00fcbereinander gestapelt und somit verschiedene Wellenl\u00e4ngenbereiche des Sonnenlichts absorbiert werden k\u00f6nnen.\u201c<\/p>\n\n\n\n

Das sei wichtig, da die verschiedenen Energieb\u00e4nder des Sonnenlichts grunds\u00e4tzlich verschiedene Energieniveaus enthielten, erkl\u00e4rt Snaith. “Eine Solarzelle kann nur so viel Spannung erzeugen, wie der Wellenl\u00e4ngenbereich des Lichts hergibt, den sie absorbieren kann\u201c, sagt er. “Durch Stapeln der Zellen kann der Bandbereich vergr\u00f6\u00dfert und somit sowohl die Spannung als auch der Wirkungsgrad erh\u00f6ht werden.\u201c<\/p>\n\n\n\n

W\u00e4hrend eine Ausgr\u00fcndung der Universit\u00e4t Oxford, Oxford PV, zurzeit daran arbeitet, Perowskite auf Silizium zu stapeln und n\u00e4chstes Jahr ein kommerzielles Produkt auf den Markt bringen will, geht PERTPV einen Schritt weiter. Hier werden ausschlie\u00dflich Perowskitzellen aufeinandergestapelt. “Unser oberstes Ziel ist, sowohl bei Perowskitzellen mit breiter als auch mit schmaler Bandl\u00fccke hohe Wirkungsgrade zu realisieren\u201c, so Snaith. “Auf diese Weise werden wir Tandemzellen mit einem Wirkungsgrad von 30 % liefern k\u00f6nnen, bei denen Perowskit auf Perowskit gestapelt ist.\u201c<\/p>\n\n\n\n

Vielversprechende Ergebnisse<\/h3>\n\n\n\n

Schon jetzt haben die Wissenschaftler gro\u00dfe Fortschritte erzielt. Das Perowskit mit breiter Bandl\u00fccke besteht aus einer Mischung aus Zinn und Blei und liegt auf der Oberseite des Stapels, auf dem das Sonnenlicht zuerst auftrifft. Dieses Material liege nur knapp unter dem angestrebten Wirkungsgrad, freuen sich die Forscher. Au\u00dferdem sei die Stabilit\u00e4t relativ gut.<\/p>\n\n\n\n

Eine echte Herausforderung sieht Snaith jedoch im Wirkungsgrad des Perowskits mit geringer Bandl\u00fccke. “Dort liegt der Wirkungsgrad immer noch bei nur 18 bis 19 % und wir m\u00fcssen ihn unbedingt auf 23 % bringen, um die Tandemzelle mit 30 % Wirkungsgrad verwirklichen zu k\u00f6nnen\u201c, erkl\u00e4rt er. “Mit den von uns realisierten Wirkungsgraden sollten wir durchaus in der Lage sein, eine Zelle mit 25 % Wirkungsgrad vorzulegen, aber wir m\u00fcssen diese Zahl noch etwas erh\u00f6hen.\u201c<\/p>\n\n\n\n

Ergebnis: “Hocheffiziente Tandem-Perowskit-Zelle”<\/h3>\n\n\n\n

F\u00fcr das Projektteam steht neben der Entwicklung der Technologie an sich eine weitere Frage im Mittelpunkt: Wie k\u00f6nnen die Tandem-Perowskit-Zellen am besten hergestellt werden? “Im Prinzip sind alle Teile vorhanden, wir m\u00fcssen sie nur noch zusammensetzen und ausliefern\u201c, so Snaith. \u201eIch bin zuversichtlich, dass wir bis zum Ende des Projekts eine hocheffiziente Tandem-Perowskit-Zelle vorweisen k\u00f6nnen.\u201c<\/p>\n\n\n\n

Zeitpl\u00e4ne vorherzusagen, sei “extrem schwierig”, betont Snaith. Er k\u00f6nne sich aber vorstellen k\u00f6nne, dass Perowskit-Mehrfachsolarzellen schon innerhalb der n\u00e4chsten f\u00fcnf Jahre als Alternative zu den Silizium-Solarzellen eingesetzt werden k\u00f6nnten. “In der Entwicklung der Perowskitzellen liegt die Chance, eine bereits nachhaltige Industrie noch zu verbessern. Deshalb ist die Finanzierung von Forschungsvorhaben wie dem Projekt PERTPV so \u00fcberaus wichtig.\u201c<\/p>\n\n\n\n

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