EPFL macht Perowskit-Solarzellen effizienter

05. Mai 2022 12:09

Lausanne - Forschende der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) haben einen Weg gefunden, den Leistungsverlust und die Komplexität bei der Herstellung von Solarzellen aus Perowskit zu überwinden. Damit fällt der Wirkungsgrad bei ihrer Vergrösserung nur minimal.

Einem Team der EPFL ist es gelungen, Perowskit-Solarzellen leistungsfähiger zu machen. Weil sie Licht sammeln können und gleichzeitig kostengünstig in der Herstellung sind, könnten sie ihren Silizium-Pendants grosse Marktanteile abnehmen und sie sogar überholen.

Doch besteht laut einer Medienmitteilung der EPFL eines der grössten Hindernisse auf dem Weg zur Kommerzialisierung darin, dass ihre Vergrösserung aus dem Nanomassstab zu Einbussen beim Wirkungsgrad und der Betriebsstabilität führt. Dies ist auf natürliche Defekte in der molekularen Struktur von Perowskit zurückzuführen. Darüber hinaus sind bisher die Herstellungsprozesse für hochwertige grossflächige Perowskit-Schichten komplex.

Diese Probleme haben EPFL-Forschende gelöst. Mit einer einfachen solvothermischen Methode stellten sie bestimmte Titanoxid-Nanopartikel her, die zum Aufbau eines Perowskit-Films verwendet werden. Dessen Struktur führt zu einer geringeren Anzahl von Defekten. Dies gewährleistet einen besseren Elektronenfluss.

Bei Tests mit solchen neuen, kleinen Solarzellen auf Nanopartikelbasis erreichten die Forschenden einen Wirkungsgrad von 24,05 Prozent. Bei der Vergrösserung der Fläche auf etwa 24 Quadratzentimeter betrug er noch 22,72 Prozent. Der Füllfaktor, ein Mass für die tatsächlich verfügbare Leistung, lag bei 84,7 Prozent. Die Zellen behielten auch nach 1400 Stunden Dauerbetrieb etwa 90 Prozent ihrer ursprünglichen Leistung bei. Damit, so die Studienautoren, „sind dies die Module mit dem höchsten Wirkungsgrad und dem geringsten Effizienzverlust nach Vergrösserung“. mm

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