Silizium ist bald Vergangenheit: Dieses Material könnte der Game-Changer für die Solarenergie sein

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Datum 04.11.2020
Lesezeit 3 Min.

Silizium ist bald Vergangenheit: Dieses Material könnte der Game-Changer für die Solarenergie sein

Von Adrian Lydon, CNN Business

Oxford, Vereinigtes Königreich (CNN Business) Solarenergie könnte demnächst den bedeutendsten Wandel in über einem halben Jahrhundert vollziehen.

Eine Gruppe von Materialien namens Perowskite werden zur Fertigung der nächsten Generation von Solarmodulen verwendet. Diese könnten künftig doppelt so effizient funktionieren wie die aktuellen Modelle und sind zudem biegsam genug, um ganze Gebäude zu umhüllen.

Die erste Solarzelle mit der Fähigkeit, alltägliche Elektrogeräte mit Strom zu versorgen, wurde in den 1950ern in den Bell Labs in New Jersey hergestellt. Damals waren die aus Silizium gefertigten Module enorm teuer und konnten nur 6 % des erfassten Sonnenlichts in Strom umwandeln.

Seither haben sich die Kosten drastisch reduziert. Heutige Solarzellen aus Silizium können bis zu 22 % des erfassten Sonnenlichts in Energie umwandeln. Im Hinblick auf die Effizienz haben sie ihr Potenzial jedoch schon fast erschöpft. Jetzt bieten Perowskite eine Möglichkeit, den Stromertrag erheblich zu steigern. Letztendlich könnten sie Silizium völlig ersetzen.

Forscher bei Oxford PV, einem Spin-Out-Unternehmen der University of Oxford, machten 2018 eine bahnbrechende Entdeckung. Sie beschichteten Silizium mit Perowskit und erreichten eine Effizienz von 28 %. Das Unternehmen glaubt, letztendlich Effizienzen von 40 % oder höher erzielen zu können.

 

Perowskite-Solarzelle

Mit Perowskiten dürften sich Art und Aussehen von Solarzellen in absehbarer Zeit verändern.

Bei verbesserter Solarzelleneffizienz können Solaranlagen mit weniger Modulen mehr Energie erzeugen. Damit reduzieren sich die Kosten ebenso wie die Grundfläche, der Arbeitsaufwand und die Ausstattung, die zum Betrieb der Anlage erforderlich sind.

„Wenn wir künftig allen Strom aus Sonnenlicht über Photovoltaik erzeugen wollen, müssen wir die Preise weiter senken“, erklärt Henry Snaith, Physikprofessor an der University of Oxford und Mitgründer von Oxford PV im Gespräch mit CNN Business. „Eine Möglichkeit ist, die Effizienz, also den Energieertrag der Module, weiter zu steigern. Und hier kommen Perowskite ins Spiel.“

 

Video: YouTube / Vodafone Deutschland

 

Solarpotenzial

Perowskit wurde 1839 entdeckt. Oxford PV verwendet eine synthetische Variante, die aus preisgünstigen Materialien hergestellt wird, die reichlich in der Erdkruste vorhanden sind. Andere Unternehmen verwenden Varianten des Originalminerals. Gemeinsam werden diese Stoffe Perowskite genannt.

Sie ermöglichen verbesserte Solareffizienz und funktionieren außerdem im Schatten, an bewölkten Tagen und selbst in Innenbereichen besser als Silizium. Perowskite können mit einem Tintenstrahldrucker bedruckt werden und so dünn wie eine Tapete sein.

Oxford PV hofft, dass Perowskite Silizium letztendlich völlig ersetzen.

„Vollständig aus Perowskit gefertigte Solarbeschichtungen werden in den kommenden Jahrzehnten die Möglichkeit bieten, noch höhere Effizienz zu erreichen. Damit reduzieren sich das Gewicht und die Versandkosten von Solaranlagen“, so Varun Sivaram, Energieexperte und Autor von „Taming the Sun: Innovations to Harness Solar Energy and Power the Planet“, der während seines Studiums in Oxford mit Snaith zusammenarbeitete.

Er erklärt, dass Perowskit im Zuge der sich entwickelnden Technologie künftig auch aufgesprüht oder auf flexible Oberflächen aufgerollt werden könnte. Halbtransparente Solarbeschichtungen könnten eventuell sogar ganze Gebäude umhüllen.

 

Perowskite in einem Laborbehälter

Mit Perowskiten werden völlig neue Fertigungsmethoden für Solarzellen möglich.

Oxford PV beabsichtigt, Anfang des nächsten Jahres in einer neuen, speziell errichteten Fabrik in Brandenburg mit der Produktion von Zellen aus mit Perowskit beschichtetem Silizium zu beginnen. Nach Schätzungen des Unternehmens könnten aus diesen Zellen gefertigte Module Hausbesitzern bei Kauf und Installation einer durchschnittlichen Solaranlage Ersparnisse von bis zu 1.000 US-Dollar ermöglichen.

Andere Firmen, die mit Perowskiten arbeiten, sind unter anderem die in Warschau ansässige Saule Technologies, die Finanzmittel von 10 Millionen Euro (11,7 Millionen US-Dollar) vom polnischen Photovoltaikunternehmen Columbus Energy erhalten hat.

In der neuen Fabrik von Saule Technologies in Warschau wurde letzten Monat begonnen, Perowskit-Solarzellen mit Tintenstrahldruckern zu bedrucken. Ab Anfang des nächsten Jahres wird der Anbieter das schwedische Bauunternehmen Skanska Group beliefern, das nach eigenen Angaben als erster Projektentwickler bedruckte Solarzellen großflächig auf Gebäudefassaden anbringen will.

 

Perowskite auf einem Gebäude (Simulation)

Perowskite könnten schon bald großflächig auf Gebäuden als Solarmodule zum Einsatz kommen.

„Es wird zum Game-Changer im Energiesektor werden, weil es unter allen Lichtbedingungen funktioniert“, erklärt Olga Malinkiewicz, Mitgründerin von Saule Technologies. „Es kann flexibel angefertigt werden. Es ist ein fantastisches Material. Architekten werden begeistert sein.“

 

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