Salzbad für Solarzellen: Hohe Effizienz und lange Lebensdauer für Perowskit-Module

Schon jetzt können Solarmodule, die auf Perowskit statt Silizium setzen, einen Wirkungsgrad von bis zu 26 Prozent erreichen - und das in großem Stil zu realisierbaren Preisen. Damit liegt das Mineral aus Calcium und Titan schon vor der heimischen Solaranlage, die typischerweise 20 Prozent schafft.

Das ist noch nicht einmal das Ende der Fahnenstange. Kombiniert man die Techniken, sollen 40 Prozent in greifbare Nähe rücken. Dann könnte so gut wie jedes Dach den privaten Stromverbrauch decken und sogar noch helfen, das E-Auto zu laden.

Leider hakt es bei der Lebensdauer. Solarzellen aus Perowskit beginnen nach ein paar Monaten, spätestens nach einem Jahr, ihre Effizienz zu verlieren, weil sich die empfindliche Struktur zersetzt.

Solarmodule aus Silizium dagegen können auch nach 20 Jahren auf dem Dach weiterhin mit 80 Prozent ihrer ursprünglichen Leistung operieren. Dann sind die Anschaffungskosten längst amortisiert und es kommt Strom zu unschlagbaren Herstellungskosten heraus.

Und das ist kein Werbeversprechen. Die ersten großen Anlagen erreichen dieses Alter gerade und sind weiterhin in Betrieb - auch wenn das natürlich nicht für alle alten Module gilt.

Eine Studie unter Beteiligung des MIT und privater Unternehmen zeigt jetzt einen Weg, auch Perowskit- oder sogenannte Tandem-Solarzellen aus Perowskit und Silizium wesentlich zu verbessern.

Wirklich spannend dabei: Die erarbeitete Technik greift gleich zwei Punkte auf. In einem Arbeitsschritt lässt sich die Lebensdauer erhöhen und parallel die Effizienz noch weiter steigern.

Hierfür wird die empfindliche Oberfläche des Minerals, die sich unter der Sonneneinstrahlung zersetzt, in ein Salzbad getaucht. Die Lauge mit Hexylammoniumbromid verschließt Fehlstellen in der Gitterstruktur und bildet zudem einen feinen Film auf der Oberfläche.

Die dadurch noch reinere Struktur bietet ein klein wenig mehr Effizienz. Vor allem aber werden jene Angriffspunkte geschlossen, die sonst während der Umwandlung von Licht in Strom für die Auflösung des Perowskit-Kristalls verantwortlich sind.

Zu Ende ist das Experimentieren noch längst nicht. Je nach Zusammensetzung der Solarmodule auf Perowskit-Basis und der verwendeten Lösung verschiedener Salze werden noch überzeugender Ergebnisse erwartet.

Laut der Beteiligten wäre die Umsetzung für eine marktreife Produktion in ein paar Jahren zu realisieren. Und vielleicht gibt es dann in 30 Jahren große Solaranlagen mit 20 Jahre alten Tandemzellen, die nach wie vorn ziemlich billig Strom produzieren. Immerhin schöne Aussichten.