Forschern am Adolphe Merkle Institut (AMI) der Universität Freiburg ist es gelungen, einen neuen Solarzellentyp auf der Basis von besonders energieeffizientem Material zu entwickeln, sogenannten Perowskite. Diese Solarzellen sind stabiler und effizienter als die Zellen der Vorgängergeneration. Die Forschungsergebnisse wurden in der renommierten Zeitschrift Science veröffentlicht.

Perowskit-Solarzellen zählen fraglos zu den vielversprechendsten Entwicklungen in der Photovoltaik. Seit nahezu einem Jahrzehnt verbessert sich ihr Wirkungsgrad ständig, weshalb das Zukunftspotenzial dieser Zellen enorm ist. Allerdings nur unter der Voraussetzung, dass es den Forschern gelingt, die notorische Instabilität der Perowskite in den Griff zu bekommen.

Ein fast perfektes Material
Die Stärke und zugleich Schwäche der Perowskit-Zellen liegt im Methylammonium (MA). Einerseits verleiht dieses organische Molekül den Solarzellen eine hohe Energieeffizienz, andererseits ist es hitzeanfällig und löst sich leicht auf – zwei Eigenschaften, die für Solarzellen ein gravierendes Problem darstellen.

Michael Saliba, Gruppenleiter am AMI, konnte nun nachweisen, dass sich die instabilen Methylammonium-Moleküle durch stabile anorganische Elemente ersetzen lassen ganz ohne nennenswerte Abstriche in der Energieeffizienz – ein wichtiger Schritt in Richtung kommerzielle Nutzung. Michael Saliba erklärt seine Begeisterung für dieses Material: «Der neue Perowskit-Typ ist stabiler und in der Lage mehr Licht zu absorbieren. Das verbessert den Wirkungsgrad und in der Folge auch die Wirtschaftlichkeit. Und das Beste daran: Dieses Material kann auf flexible Substrate, aber auch auf ein Autodach oder eine Gebäudefassade angebracht werden.»

Für den Forscher am AMI steht fest, dass diese neuen Perowskit-Solarzellen eine echte Lösung für die Versorgung mit erneuerbarer Energie darstellen könnte. «Wenn die Verbesserungen weiterhin so rasant voranschreiten», so Michael Saliba, «stehen Perowskiten goldene Zeiten bevor».

Diese Studie wurde in Zusammenarbeit mit der Forschungsgruppe von Professor A. Hagfeldt am Laboratory of Photomolecular Science (LSPM) der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) durchgeführt. Die Veröffentlichung erfolgte in der Science-Ausgabe vom 11. Oktober 2018.

Nachweis
Silver-Hamill Turren-Cruz, Anders Hagfeldt, Michael Saliba, Demonstrating methylammonium-free, high-performance and stable perovskite solar cells on a planar, low-temperature architecture. Science, 11. Oktober 2018. DOI:10.1126/science.aat3583