Skip to main content
main-content

20.02.2020 | Sonnenenergie | Nachricht | Onlineartikel

Perowksit-Solarzellen fit für die Industrie

Autor:
Leyla Buchholz
2 Min. Lesedauer

Der Halbleiter Perowskit gilt als neue Hoffnung, den Herstellungspreis für Solarzellen unter den von Silizium-Zellen zu drücken. Die Empa, Schweiz, entwickelt neue Herstellungsverfahren, um Perowskit-Solarzellen nicht nur günstiger, sondern auch schneller zu produzieren.

Seit der Entwicklung der ersten Perowskit-Solarzelle im Jahr 2009 hat sich einiges getan: Der Wirkungsgrad von Perowskit-Zellen liegt mittlerweile gleichauf mit dem einer herkömmlichen Silizium-Zelle. Anfangs wiesen Perowskit-Zellen noch einige Schwächen auf; so reagierten sie sehr empfindlich auf Feuchtigkeit, Sauerstoff, Hitze, UV-Licht und mechanische Belastung. Die Zellen waren weniger lange haltbar. Eine Lösung für dieses Problem fanden Grätzel und Han im Jahr 2014. Die Forscher entwickelten eine Zelle mit einem Gerüst aus Oxiden und Kohlenstoff. Doch die Idee war noch nicht markttauglich.

Zumindest bis jetzt: Frank Nüesch, Leiter der Empa-Abteilung Funktionspolymere, und sein Team haben neue Herstellungsverfahren erarbeitet, um die Zellen nicht nur schneller, sondern auch günstiger zu produzieren. Partner im Projekt ist das Unternehmen Solaronix SA. Gemeinsam stellten sie eine funktionsfähige Perowskit-Zelle im Labormaßstab mit einer Fläche von 10x10 cm her.

Schlitzdüse statt Siebdruck
 

Für die Herstellung der neuartigen Perowskit-Zelle kommt das Schlitzdüsenverfahren zum Einsatz. Dabei wird die Materialschicht auf eine Glasschicht aufgetragen und im Anschluss strukturiert, indem überschüssiges Material mittels Laser entfernt wird. "Mit dem neuen Beschichtungsverfahren können wir nicht nur schneller beschichten, sondern auch die Dicke der einzelnen Schichten flexibler festlegen“, so Nüesch. Mit dem Schlitzdüsenverfahren lassen sich relativ einfach und schnell meterlange Bahnen beschichten. Das ist das zentrale Element für die mögliche Industrialisierung der Perowskit-Zellproduktion.

Insgesamt fünf Schichten aus unterschiedlichen Materialien, darunter Titanoxid, Zirkonoxid und Graphit, sind für eine solche Zelle nötig. Während beim bisherigen Siebdruckverfahren die Schichten einzeln getrocknet und gesintert werden mussten, was viel Zeit und Energie in Anspruch nimmt, lassen sich beim Schlitzdüsenverfahren sämtliche Schichten direkt nacheinander auftragen und gemeinsam sintern. "Mit diesem neuen Verfahren können wir sieben Mal schneller drucken“, erklärt Nüesch. Die mit dem neuartigen Verfahren hergestellten Perowskit-Solarzellen weisen außerdem eine längere Lebensdauer auf. In einem nächsten Schritt folgen Praxistests: Ende 2020 werden die Perowskit-Solarzellen auf dem Empa-Campus in Dübendorf montiert, wo sie sich im Alltag bewähren müssen.

Weiterführende Themen

Die Hintergründe zu diesem Inhalt

2017 | OriginalPaper | Buchkapitel

Photovoltaik

Quelle:
Elektrische Energieversorgung 2

2019 | Buch

Photovoltaik Engineering

Handbuch für Planung, Entwicklung und Anwendung

Das könnte Sie auch interessieren

Premium Partner

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen. 

    Bildnachweise