Neue Perowskit-Solarmodule im Praxistest: Gemischte Ergebnisse bei der Lebensdauer

Erneuerbare Energien spielen eine Schlüsselrolle bei der Erreichung der Klimaziele, weshalb die Förderung und Entwicklung neuer Technologien von großer Bedeutung ist. Die Weiterentwicklung von Solarzellen und -modulen und die Verbesserung ihres Wirkungsgrades stehen dabei im Mittelpunkt vieler Forschungsarbeiten. So gab es in den letzten Jahren und Monaten entscheidende Durchbrüche bei der Optimierung von Solarmodulen mit Perowskiten.

Oxford PV gab im Januar bekannt, dass ihre Solarmodule Wirkungsgrade von 25% erreichen. Insbesondere die Kombination von herkömmlichen Siliziumzellen mit Perowskit-Materialien im Tandem-Verfahren, bei dem die verschiedenen Komponenten wie in einem Sandwich übereinander geschichtet werden, ist für Hersteller von Photovoltaik-Modulen interessant, da beide Materialien unterschiedliche Wellenlängen des Sonnenlichts absorbieren und so höhere Wirkungsgrade erzielt werden können. Zudem ist Perowskit kostengünstig. 

Hohe Empfindlichkeit gegenüber Hitze, Feuchtigkeit und Licht

Allerdings birgt die neue Materialklasse auch einige Herausforderungen, denn Perowskit ist sehr empfindlich gegenüber hohen Temperaturen, hellem Licht und Feuchtigkeit, weshalb es sich unter diesen Einflüssen schnell zersetzt - zumindest war das zu Beginn der Perowskit-Forschung der Fall, denn mittlerweile konnten die Forscher die Haltbarkeit deutlich verbessern, auch wenn sie noch nicht optimal ist.

So erklärte CTO Chris Case von Oxford PV, dass Freilufttests gezeigt hätten, dass die Panels im ersten Betriebsjahr nur etwa 1 % ihrer Leistung einbüßen, danach verlangsame sich die Rate. Im Gegensatz dazu hat eine Studie gezeigt, dass Perowskit-Zellen im heißen und feuchten Saudi-Arabien nach einem Jahr Betrieb 20 % ihres Wirkungsgrades verlieren.

Es ist auch fraglich, ob die gleichen Tests, die jahrelang für Siliziumzellen verwendet wurden, auch für Perowskit-Zellen geeignet sind. Ein anderer vielversprechender Test testet Perowskit-Zellen unter extremen Bedingungen, wie besonders hohen Temperaturen und Helligkeiten, über mehrere Wochen und soll so den mehrmonatigen Einsatz im Freien nachahmen sowie eine zuverlässige Vorhersage der Leistung in der Praxis ermöglichen.

Doch wie testet man, wie gut sich das Material über mehrere Jahrzehnte hält? Gängige Solarmodule werden mit Leistungsgarantien von etwa 25, manchmal 30 Jahren angeboten. Aber aufgrund der Dringlichkeit des immer schneller voranschreitenden Klimawandels haben wir nicht so viel Zeit, um neue Materialien über solch lange Zeiträume zu überprüfen. Einige Firmen kündigen dennoch an, die neuen Module noch in diesem Jahr auf den Markt zu bringen und wir werden sehen, wie sie den harten Bedingungen im Alltag tatsächlich standhalten.