26. Januar 2021 
 
20. Juni 2018

The smarter E Europe: Gedruckte „in-situ“ Perowskitsolarzellen

Die Produktion von Solarzellen aus Silicium besteht aus einer Vielzahl von Einzelprozessschritten, von der Synthese des photoaktiven Materials und der Herstellung der Solarzellen bis zur elektrischen Verschaltung und Versiegelung des Solarmoduls. Einer Arbeitsgruppe am Fraunhofer ISE ist es gelungen, Produktionsschritte einzusparen.

Foto: Fraunhofer ISEFoto: Fraunhofer ISE
In-situ Befüllung einer gedruckten Perowskitsolarzelle am Fraunhofer ISE
Die Forscher benutzen dabei das Material Perowskit und drehen den Produktionsprozess um: Zuerst wird das Solarmodul vorgefertigt, anschließend das photovoltaische Material eingefüllt und direkt vor Ort – lateinisch „in-situ“ – aktiviert. Die Produktion von Solarzellen aus Silicium besteht aus einer Vielzahl von Einzelprozessschritten, von der Synthese des photoaktiven Materials und der Herstellung der Solarzellen bis zur elektrischen Verschaltung und Versiegelung des Solarmoduls. Einer Arbeitsgruppe am Fraunhofer ISE ist es gelungen, Produktionsschritte einzusparen. Die Forscher benutzen dabei das Material Perowskit und drehen den Produktionsprozess um: Zuerst wird das Solarmodul vorgefertigt, anschließend das photovoltaische Material eingefüllt und direkt vor Ort – lateinisch „in-situ“ – aktiviert.

„Jetzt ist es uns zum ersten Mal gelungen, mit dem aktuell intensiv beforschten Photovoltaikmaterial Perowskit, einem photoaktiven Salz, gedruckte Solarzellen mit einem Wirkungsgrad von 12,6 Prozent in-situ herzustellen“, freut sich Forscher Andreas Hinsch. Der zertifiziert gemessene Labor-Wirkungsgrad ist ein Rekordwert für gedruckte Solarzellen. Neben den zu erwartenden günstigen Kosten für die neuartige Perowskitsolarzelle spielen auch Nachhaltigkeit und Komplexität der Herstellung eine Rolle. Die Photovoltaik hat noch Verbesserungspotenzial beim Energie- und Rohstoffverbrauch. Hierzu müssen alternative Materialien und Konzepte entwickelt werden.

Ziel der weltweit einmaligen Forschungsarbeiten des Fraunhofer ISE an effizienten „in-situ“ Solarzellen ist es, eine möglichst ressourcenschonende, lokal produzierbare Photovoltaik zu ermöglichen. Die Verarbeitungsschritte der jetzt gedruckten Perowskitsolarzelle ähneln jenen der Glasverarbeitung. Daher ist eine dezentrale Herstellung in lokalen Produktionsstätten auch mit einfacher Infrastruktur realisierbar. Durch die Verwendung von preiswertem Graphit und leicht synthetisierbarem Perowskit reduzieren sich die Materialkosten fast auf die Kosten der Glassubstrate. Für die spätere Vermarktung dieser Form von gedruckten „in-situ“ Perowskitsolarzellen könnte also das Geschäftsmodell der glasproduzierenden und verarbeitenden Industrie übernommen werden.

https://www.ise.fraunhofer.de/
https://www.intersolar.de/

 

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