Perowskit-Solarzelle mit hoher Effizienz und langer Lebensdauer konstruiert

Organische Solarzellen mit Perowskit besitzen herausragenden Eigenschaften. Sie können mit einer Effizienz von 20 Prozent Sonnenlicht in Strom umwandeln. Weil sie gleichzeitig transluzent sind, lässt sich darunter eine klassische Solarzelle auf Siliziumbasis anbringen.

Ein solches Tandem kann gemeinsam sogar deutlich über 30 Prozent Effizienz erreichen. Dann gibt es auch Perowskit-Solarmodule, die 25 Jahre auf annähernd stabilem Leistungsniveau arbeiten. Nur in Kombination gab es Leistung und Lebensdauer bisher nicht, was unter anderem eine Entwicklung der Hong Kong University of Science and Technology ändern kann.

Ein neues Material beziehungsweise ein neuer Zusatz in Form vom Halogeniden mit ihrer extrem hohen Elektronegativität sorgt für eine einzigartige Kristallstruktur und gleichzeitig für eine hohe Effizienz.

Neue Struktur, vertraute Technik

So ergibt sich auch eine veränderte Oberfläche, die weiterhin den wunden Punkt darstellt und möglichst perfekt versiegelt werden muss. Hier haben sich die Forschenden auf unterschiedliche Amine, im Grunde Ammoniak mit Kohlenwasserstoff-Anhängseln, konzentriert und in verschiedenen Kombinationen zur Passivierung aufgetragen.

Durchaus mit Erfolg: Den typischen Langzeittest für Photovoltaikmodule beendete die neuartige Zelle mit 95 Prozent ihrer ursprünglichen Leistung. Diese lag je nach konkretem Aufbau bei knapp 20 Prozent. Im Vergleich dazu können die aktuell langlebigsten Perowskit-Zellen nur 10 bis 12 Prozent Effizienz vorweisen. Kalkuliert man mit den üblichen Verschlechterungen im Freien gegenüber Laborversuchen, bleibt weiterhin eine überragende Steigerung der Effizienz um über 50 Prozent.

Gleichzeitig setzt die Technik zur Oberflächenversiegelung auf dasselbe Prinzip und Vorgehen wie die Optimierung von Halbleiteroberflächen. Die industrielle Fertigung sollte laut der Autoren der Studie deshalb unproblematisch umsetzbar sein.