Revolutionäre Perowskit-Solarzellen: Der Weg zu sauberer Energie!
Revolutionäre Perowskit-Solarzellen: Der Weg zu sauberer Energie!
Die Zukunft der Solarenergie könnte in den vielversprechenden Perowskit-Materialien liegen, und daran arbeitet das EU-finanzierte Projekt LOCAL-HEAT. Laut CORDIS zielt das Projekt darauf ab, kosteneffiziente, zuverlässige und nachhaltige Solarzellen zu entwickeln, die den Zugang zu sauberer Energie weltweit verbessern sollen. Im September 2022 gestartet, legt das Projekt seinen Fokus auf lokale Heiz- und Kristallisationsprozesse, die während der Dünnschichtbildung von Perowskit-Materialien stattfinden.
Warum sind Perowskite so spannend? Diese Halbleitermaterialien zeichnen sich durch ihre leichte, flexible und kostengünstige Beschaffenheit aus. Forscher haben herausgefunden, dass sie sowohl als eigenständige Technologie als auch in Kombination mit traditionellen Silizium-Technologien eingesetzt werden können. Hierbei verfolgt das Projekt insbesondere ein Ziel: die Effizienz und Stabilität von Perowskit-Solarzellen zu erhöhen. Das Team, geleitet von Michael Saliba, Direktor des Instituts für Photovoltaik an der Universität Stuttgart, hat bereits beachtliche Fortschritte gemacht.
Forschung und Entwicklungen
Ein Highlight der Forschungsarbeiten ist die Erreichung einer der höchsten Leerlaufspannungen für ein breites Perowskit, was ein bedeutendes Qualitätsmerkmal ist. Zudem gelang es den Wissenschaftlern, die Bildung von Perowskit in Echtzeit zu überwachen, was neue Einblicke in den Kristallisationsprozess eröffnet. Innovative Laserpoliertechniken wurden eingeführt, um die Oberflächenqualität der Perowskit-Schichten zu verbessern, und umweltfreundliche Lösungsmittel fanden Anwendung, um den Herstellungsprozess zu verfeinern.
Aktuell ist die Forschung damit beschäftigt, gezieltes Laserlicht einzusetzen, um die Eigenschaften von Perowskit-Filmen nach der Bildung lokal zu modifizieren. Diese in situ Werkzeuge sollen auf verschiedene Perowskit-Zusammensetzungen und Gerätearchitekturen angewendet werden, was die Flexibilität und Adaptierbarkeit der Technologien weiter anhebt.
Ziele bis 2027
Bis zum Jahr 2027 möchte das Projektteam ein tieferes Verständnis für die Kristallisation von Perowskiten erlangen und deren Kontrolle verbessern. Diese Entwicklungen sollen letztlich die industrielle Produktion unterstützen, insbesondere im Hinblick auf großflächige Solarmodule, die mit einer oder mehreren Perowskit-Schichten ausgestattet sind. Der umfassende Werkzeugkasten, der für Forscher und Hersteller entwickelt wird, beinhaltet grüne Lösungsmittel, in situ Diagnosetools und laserbasierte Oberflächenmodifikationen. Lokal-HEAT hat sich zum Ziel gesetzt, den wissenschaftlichen Fortschritt und die Kommerzialisierung von Perowskit-Solartechnologien zu beschleunigen.
Die Forscher aus dem Projekt sind sich der Herausforderungen bewusst, die bei der Implementierung von Perowskiten im großen Stil bestehen können. Diese Herausforderungen werden in der umfassenderen Diskussion um die Technologien angesprochen, wie sie auch in den Arbeiten von Jiang und Zhu in Nature Reviews Materials behandelt werden. Sie sprechen über die Fortschritte in der Entwicklung von Hochleistungs-Perowskit-Solarzellen und beleuchten die vielseitigen Anwendungen dieser Materialien in verschiedenen Konstellationen.
Insgesamt zeigt sich, dass die Forschung rund um Perowskite nicht nur spannend, sondern auch von wesentlicher Bedeutung ist, um einen umweltfreundlicheren und nachhaltigeren Zugang zu Solarenergie zu schaffen. Die kommenden Jahre könnten entscheidend sein, um die Vision von sauberen, flexiblen und kosteneffizienten Solarzellen zu realisieren, die die Energiezukunft prägen werden.