Langlebige Perowskit-Solarmodule übertreffen 25 Prozent Effizienz

Das Mineral Perowskit gilt seit über einem Jahrzehnt als vielversprechender Kandidat für die nächste und gleichzeitig wesentlich effizientere Solarzellen-Generation. Je nach Aufbau kann die Effizienz bei über 30 Prozent, was knapp die Hälfte mehr als bei einer kommerziellen Photovoltaikanlage ist.

Auch stabil und langlebig können die Perowskit-Solarmodule sein. 20 Jahre Nutzungsdauer sollen kein Problem mehr sein. Nur leider gibt es beide Eigenschaften noch nicht im Paket. Entweder liegt der Wirkungsgrad deutlich unter 20 Prozent oder die Lebensdauer der Zelle beträgt allerhöchstens ein paar Jahre, zu wenig für den praktischen Einsatz.

Mehr als nur vielversprechend scheint da ein neuer Ansatz des Basque Center for Material Applications & Nanostructures in Leioa, Spanien, zu sein - das Paper dazu veröffentlicht in Advanced Energy Materials 240348.

Die Zersetzung der Kristallstruktur des Perowskit durch Luftfeuchte als Hauptproblem für die verkürzte Lebensdauer wurde mit einer ganzen Reihe innovativer Beschichtungen in Angriff genommen. Formamidinium, welches zusätzlich um Brom-Ionen ergänzt wurde, sorgt für eine enorme Stabilität trotz der stets in der Luft vorhandenen Feuchte.

Eckdaten beeindruckend

Weiterhin sind Bleisulfide in die Struktur der Solarzellen eingebracht und das Kristallwachstum des Perowskits wurde für eine Steigerung der Lebensdauer manipuliert. Zwar sind es noch Laborwerte, aber die resultierende Effizienz von 25,1 Prozent kann sich in jedem Fall sehen lassen. Gleichzeitig erreichte eine identische Zelle ohne Schwefel als stabilisierenden Zusatz nur 22,5 Prozent.

Wichtiger noch dürfte aber die Stabilität der Konstruktion sein. Nach 1.000 Stunden, was annähernd mit einem Jahr Nutzung gleichzusetzen ist, lag die Leistung noch bei 99,6 Prozent des Ausgangswertes, also bei glatt 25 Prozent.

Ließe sich dieser Verlust über lange Zeit aufrechterhalten, wären nach 25 Jahren noch immer 22,5 Prozent Effizienz übrig, mehr als derzeit bei neuen Solarmodulen üblich. Man darf gespannt sein, ob die Zellen in der Praxis ihre Leistung bestätigen können.