Forscher haben eine vielversprechende Form der Solartechnologie zu einem neuen Meilenstein geführt.
Das Team baute eine Solarzelle mit einem Wirkungsgrad von 27,3 %, einem der höchsten Werte, die für diese Technologie gemessen wurden.
Je effizienter Solarzellen sind, desto mehr Strom können sie auf demselben Dach, Solarpark oder derselben Gebäudefläche erzeugen, was dazu beiträgt, die Energiekosten zu senken und gleichzeitig die Umweltverschmutzung zu reduzieren.
Was passiert?
Laut pv magazine haben Teams des Helmholtz-Zentrums Berlin (HZB), der Universität Potsdam und der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) die Solarzellen aus einer Doppelschicht aus zwei Materialien hergestellt: Graphenoxid (GO) und einer selbstorganisierten Monoschicht (SAM).
Zusammengenommen übertreffen die Schichten jedes einzelne Material. Der Wirkungsgrad stieg dann von 23,6 % auf 25,1 %.
Anschließend passten die Forscher die „Bandlücke“, das Rezept für die Perowskit-Mittelschicht, so an, dass diese mehr Sonnenlicht absorbierte und den Wirkungsgrad auf 27,3 % erhöhte.
Die Zelle lief 770 Stunden (ca. 32 Tage) konstant unter Licht und produzierte immer noch 90 % der Ausgangsenergie, d. h. es gab kaum einen Abfall. Zellen, die auf die alte Art und Weise (vor der GO/SAM-Doppelschicht) aufgebaut waren, wurden im selben Test schneller abgebaut und verloren mehr Energie.
Warum ist es wichtig?
Solarzellen, die mehr Sonnenlicht in Strom umwandeln, können saubere Energie billiger und praktischer für den täglichen Gebrauch machen. Wenn zukünftige Solarmodule auf derselben Fläche mehr Strom erzeugen können, könnten Hausbesitzer mit begrenzter Dachfläche mehr Strom erhalten, während Unternehmen und Städte mehr Strom produzieren könnten, ohne ihre Installationen zu erweitern.
Diese neue Solartechnologie hat großes Interesse geweckt, da sie kostengünstiger und einfacher herzustellen sein könnte als herkömmliche Designs auf Siliziumbasis. Wenn es den Forschern gelingt, sowohl die Effizienz als auch die Stabilität weiter zu verbessern, könnte die Technologie dazu beitragen, die Einführung kostengünstigerer Solarprodukte zu beschleunigen.
Eine erschwinglichere Solarenergie kann die Abhängigkeit von schmutzigen Energiequellen verringern, die zur schädlichen Luftverschmutzung und Emissionen zur Erwärmung des Planeten beitragen. Sauberer Strom kann gesündere Gemeinden unterstützen und gleichzeitig Familien und Unternehmen dabei helfen, steigende Versorgungskosten zu bewältigen.
Was wird getan?
Laut einer Studie aus dem Jahr 2024 konzentriert sich ein Großteil der Bemühungen auf die Schnittstellentechnik, bei der es sich um die Praxis handelt, die Schichten zwischen verschiedenen in einer Solarzelle gestapelten Materialien zu entwerfen und zu modifizieren, anstatt sich auf das lichtabsorbierende Hauptmaterial zu konzentrieren.
Eventuell sind noch weitere Verbesserungen möglich. Die Forscher sagten, dass eine Verringerung des Ladungstransportwiderstands, eine Verbesserung der Perowskitqualität und eine bessere Angleichung der Energieniveaus den Füllfaktor und die Spannung erhöhen und möglicherweise den Wirkungsgrad auf über 30 % steigern könnten.
„Insgesamt zeigen unsere Ergebnisse das immense Potenzial von SAM-basierten Vollperowskit-Mehrfachübergängen und bringen diese vielversprechende Technologie einem höheren Grad der industriellen Reife näher“, sagten die Forscher gegenüber pv magazine.
Die Technologie befindet sich noch in der Entwicklung und ist nicht zum sofortigen Kauf bereit. Dennoch können Fortschritte wie dieser dazu beitragen, die nächste Generation von Solarprodukten zu gestalten, die letztendlich leichtere, vielseitigere und effizientere Module für Häuser, Wohnungen, Fahrzeuge und Gewerbegebäude bieten könnten.