Im November 2023 stellte eine Solartechnologie einen weiteren Weltrekord bei der Effizienz auf. Der vorherige Rekord hatte nur etwa fünf Monate Bestand – und wahrscheinlich wird es nicht mehr lange dauern, bis auch er überholt ist. Diese erstaunliche Beschleunigung der Effizienzsteigerungen geht auf eine besondere Form der Solartechnologie der nächsten Generation zurück: Tandem-Solarzellen aus Perowskit. Diese Zellen kombinieren herkömmliches Silizium mit Materialien, die eine einzigartige Kristallstruktur aufweisen.
In dem Jahrzehnt, in dem Wissenschaftler mit der Perowskit-Solartechnologie experimentiert haben, hat sie immer wieder eigene Effizienzrekorde aufgestellt. Diese messen, wie viel des auf die Zelle treffenden Sonnenlichts in Strom umgewandelt wird. Perowskite absorbieren andere Lichtwellenlängen als Siliziumzellen, die heute 95% des Solarmarkts ausmachen. Wenn Silizium und Perowskite in Tandem-Solarzellen zusammenarbeiten, können sie einen größeren Teil des Sonnenspektrums nutzen und so pro Zelle mehr Strom erzeugen.
Die Wirkungsgrade von Zellen auf Siliziumbasis liegen im Labor bei über 30%, während reine Perowskitzellen experimentelle Wirkungsgrade von etwa 26% erreicht haben. Tandemzellen aus Perowskit haben im Labor jedoch bereits einen Wirkungsgrad von über 33% erzielt. Darin liegt das verlockende Versprechen dieser Technologie: Werden sie in relevantem Umfang entwickelt, könnten Tandemzellen aus Perowskit mehr Strom erzeugen als herkömmliche Solarzellen – und das zu geringeren Kosten.
Doch bei der praktischen Anwendung sind Perowskite bislang auf Schwierigkeiten gestoßen. Solarzellen aus Silizium können jahrzehntelang halten. Nur wenige Tandem-Perowskitmodule wurden überhaupt schon im Freien getestet.
Die elektrochemische Zusammensetzung von Perowskiten macht sie anfällig für Wasseraufnahme und für den Abbau durch Hitze. Forschende arbeiten jedoch daran, bessere Schutzbarrieren für die Module zu entwickeln und auf stabilere Perowskitverbindungen umzusteigen.
Im Mai erklärte das britische Unternehmen Oxford PV, einen Wirkungsgrad von 28,6% mit einer Perowskitzelle in kommerzieller Größe erreicht zu haben. Sie ist deutlich größer als die Zellen, die im Labor zum Testen der Materialien verwendet werden. Das Unternehmen plant, seine ersten Module auszuliefern und die Produktion im Jahr 2024 hochzufahren. Andere Unternehmen könnten noch in diesem Jahrzehnt Produkte vorstellen.
Quelle: MIT Technology Review
