01.08.2021 31.07.2024
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PEROWIN: Günstigerer Solarstrom dank kombinierter Solarzellen

Photovoltaik gilt als die Zukunft der erneuerbaren Energie. Denn die Effizienz von Solarzellen nimmt stetig zu; die Herstellungskosten von Solarstrom sinken stetig. Wind- und sonnenreiche Regionen der Welt vermelden mittlerweile Stromgestehungskosten von unter zwei Cent pro Kilowattstunde. Damit ist erneuerbare Energie mittlerweile günstiger als konventionell hergestellter Strom. Um die Effizienz in der Photovoltaik noch weiter zu steigern und damit noch mehr Sonnenstrom nutzbar zu machen, forscht das Projekt PEROWIN um Steve Albrecht an innovativen Solarzellen.

Derzeit dominieren Silizium-Zellen den Markt – ihr Wirkungsgrad ist allerdings weitgehend ausgeschöpft. „Deswegen kombinieren wir Silizium-Solarzellen mit anderen, neuartigen Solarzellen", so Albrecht. „Dadurch können wir die Effizienz von Solarzellen noch weiter steigern und dadurch Kosten senken." Tandemzellen heißen die Zellen mit zwei aufeinandergestapelten Schichten dann. Das Projekt PEROWIN kombiniert dabei die bereits erfolgreichen Siliziumzellen mit Perowskit-Zellen. Die eine Schicht erzeugt Strom aus UV- und Blaulicht, die andere aus Rot- und Infrarotlicht.

Mit zwei Schichten statt einer lässt sich also mehr Sonnenenergie auch tatsächlich in Strom umwandeln. Dabei haben sich Perowskit-Zellen erst in den letzten Jahren als geeignet erwiesen. Binnen weniger Jahre ist es Wissenschaftlern gelungen, den Wirkungsgrad von Perowskit-Zellen erheblich zu steigern. Ziel der Nachwuchsgruppe ist ein Wirkungsgrad ihrer Tandemzellen von 30 Prozent. Damit würde die Tandemzelle einen um zehn Prozentpunkte höheren Wirkungsgrad aufweisen als bisher kommerziell erhältliche Siliziumzellen.

Albrecht ist zuversichtlich, dieses Ziel tatsächlich erreichen zu können: „Mittlerweile kommen unsere Solarzellen bereits auf einen Wirkungsgrad von 29,8 Prozent." Zudem entwickelte das Albrechts Team ein Verfahren zur Zellen-Produktion bei niedrigen Temperaturen. Das ist eine der Voraussetzungen, um die Massenproduktion der eigenen Tandemzellen möglichzumachen. Schon jetzt hat sich die Mühe ausgezahlt: Ein japanisches Unternehmen hat die Rechte zur Produktion der Bestandteile für von der Nachwuchsgruppe patentierte Hochleistungsmoleküle gesichert. Zudem gewann Albrecht für seine Erfolge im Vorgänger-Projekt MeSa-Zuma den Karl-Scheel-Preis der Physikalischen Gesellschaft zu Berlin sowie den Berliner Wissenschaftspreis.

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