Die neue Generation Sonnenstrom

Solarzellen aus Perowskit bieten ein enormes Potenzial für eine neue, leistungsfähige Technologie der Photovoltaik. Sie könnten langfristig der Wafer-basierten Silizium-Technologie Konkurrenz machen, die zur Zeit 90 Prozent des Weltmarktes beherrscht. Dafür müssen die Perowskit-Technologie weiterentwickelt, das Grundlagenverständnis verbessert und die Langzeitstabilität erhöht werden. Mit den Projekten, die vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen der Förderinitiative „Materialforschung für die Energiewende“ gefördert werden, haben die Energieforscher den Anschluss an die Weltspitze geschafft. Eine BMBF-Nachwuchsgruppe erforscht mit ihren Tandem-Solarzellen aus Perowskit und Silizium eine vielversprechende Technologie für konkurrenzfähige Hocheffizienz-Flachmodule mit einem perspektivischen Wirkungsgrad von etwa 30 Prozent.

Vor Beginn der vier Verbundprojekte und einer Nachwuchsgruppe des BMBF fand in Deutschland praktisch keine Perowskit-Forschung statt. Anfang Oktober präsentierten die fünf geförderten Projekte ihre neusten Ergebnisse im Bayerischen Zentrum für Angewandte Energieforschung (ZAE) in Würzburg beim BMBF-Workshop „Perovskite Photovoltaics“. Zwei Impulsvorträge von Prof. Rech vom Helmholtz-Zentum Berlin und Prof. Nazeeruddin vom EPFL Lausanne ergänzten das wissenschaftliche Programm.

Prof. Rech unterstrich in seinem Vortrag die tragende Rolle der Photovoltaik für eine erfolgreiche Klimapolitik und beleuchtete die derzeit aussichtsreichsten Innovationen der Photovoltaik, unter denen die Perowskit-Technologie eine prominente Rolle einnimmt. Am EPFL in Lausanne konnte bereits eine produktionsreife Technologie für langzeitstabile, kostengünstige Perowskit-Solarmodule mit etwa 10 Prozent Wirkungsgrad entwickelt werden. Prof. Mohammed Nazeeruddin aus Lausanne stellte beim Workshop neuste und teilweise unveröffentlichte Ergebnisse vor. Eine zentrale Herausforderung, für das die Wissenschaftler derzeit Lösungen suchen, ist die Verwendung von Schwermetallen für die Perowskit-Herstellung, die minimiert werden soll und wie man den Umgang mit ihnen sicher gestalten kann. 

Der Workshop demonstrierte die große thematische Breite und methodische Exzellenz der deutschen Perowskit-Forschung, die Dank der BMBF-Förderung den Anschluss an die Weltspitze auf diesem spannenden und zukunftsträchtigen Forschungsgebiet der Photovoltaik erreichen konnte.