Photovoltaik – vielseitig in Form und Farbe

Deutsche und griechische Forscher entwickeln mit Industriepartnern gedruckte Perowskit-Solarmodule

Digital gedruckte, hocheffiziente und stabile Solarmodule, die sich in Dächer, Fassaden und Fenster integrieren lassen, sllen von PRINTPERO entwickelt werden. In dem vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) koordinierten Projekt demonstrieren deutsche und griechische Wissenschaftler mit Industriepartnern die technische Machbarkeit von Solarmodulen auf Basis von Perowskitabsorbern. Sie arbeiten an Prototypen, die sich in Größe, Form und Farbe frei gestalten lassen. Das BMBF fördert das Projekt im Rahmenprogramm Forschung für Nachhaltige Entwicklung (FONA).

Perowskit-Halbleiter gehörten derzeit zu den vielversprechendsten Materialien für hocheffiziente und preiswerte Solarmodule der nächsten Generation. Dünnschichtsolarzellen auf Basis dieser Perowskite erzielten im Labor bereits Wirkungsgrade von mehr als 23 Prozent. Allerdings ließen sich die in der Forschung derzeit üblichen Prozesse zur Herstellung von Perowskit-Solarzellen nicht auf industrielle Maßstäbe übertragen. „Ein Ziel unseres Projekts ist daher, die Laborprozesse durch digitale Druckverfahren zu ersetzen, die bei niedrigen Temperaturen ablaufen und sich für die industrielle Produktion eignen“, erklärt Ulrich W. Paetzold, Leiter der Forschungsgruppe „Advanced Optics and Materials for Next Generation Photovoltaics“ am Institut für Mikrostrukturtechnik (IMT) und am Lichttechnischen Institut (LTI) des KIT sowie Koordinator von PRINTPERO (kurz für: Printed Perovskite Modules for Building Integrated Photovoltaics).

Stabilität der Perowskit-Solarzellen verbessern

Gedruckte farbige Perowskit-Solarzellen in Form des Logos des KIT – Foto © IMT/KIT

Im Projekt PRINTPERO kooperieren Forschende und Industriepartner aus Deutschland und Griechenland, um digital gedruckte Solarmodule auf der Basis von Perowskit-Halbleitern zu entwickeln, die nicht nur hocheffizient und stabil sind, sondern auch vielfältige architektonische Anforderungen für die Integration in Gebäuden erfüllten. Sie arbeiten an Prototypen, die sich in der Größe maßschneidern und in Form und Farbe frei gestalten lassen sollen. Um diese Ziele zu verwirklichen, nutzten die beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler das Potenzial des digitalen Tintenstrahldruckens (Inkjet Printing). Sie entwickelten überdies druckbare lumineszierende Schichten zur Realisierung unterschiedlicher Farbeindrücke und dem Schutz der Solarzellen vor schädlicher UV-Strahlung.

Gemeinsam mit den Projektpartnern arbeiteten die Karlsruher Forscher auch daran, die Stabilität der Perowskit-Solarzellen zu verbessern, mehrere dieser Zellen seriell zu großflächigen Solarmodulen zu verschalten sowie die Module zu verkapseln, um sie vor Feuchtigkeit und dem dadurch bedingten Zerfall zu schützen.

BMBF fördert deutsch-griechische Kooperationsprojekt

An PRINTPERO sind die Forschungseinrichtungen KIT und Technological Educational Institute of Western Greece sowie die Solarindustrieunternehmen SUNOVATION Produktion GmbH (Aschaffenburg) und Brite Hellas S.A. (Thessaloniki/Griechenland) beteiligt. Das deutsch-griechische Kooperationsprojekt wurde 2018 gestartet und ist auf drei Jahre angelegt.

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