Perowskit-Solarzellen gehören zu den Hoffnungsträgern der Solarindustrie. Sie haben einen ähnlich hohen Wirkungsgrad wie Siliziumzellen, sind aber, wegen der preiswerten Ausgangsmaterialien, weitaus billiger herzustellen. Perowskit ist ein relativ häufig vorkommendes natürliches Mineral, das Calcium, Titan und Sauerstoff enthält. Wie alle Solarzellen haben sie einen Nachteil: Sie wirken an Fassaden und auf Dächern wegen ihrer Farbe meist wie Fremdkörper. Architekten, die Wert auf schöne Bauten legen, beißen da nicht an.


Bild: IMT/KIT

Auch Muster sind möglich

Deutsche und griechische Forscher sind jetzt dabei, das zu ändern. PRINTPERO heißt das Projekt, das von Forschern des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) koordiniert wird. Ziel ist es, Solarzellen herzustellen, deren Oberfläche beliebige Farben, vielleicht auch Muster aufweist. Außerdem sollen sie in Größe und Form frei gestaltbar sein. Sie können rund oder quadratisch sein und die Größe einer aufgeschlagenen Tageszeitung oder einer Postkarte haben. Derart variabel fügen sie sich nahtlos in Fassaden und Dächer ein.

Solarzellen kommen aus dem Drucker


Voraussetzung dafür ist ein neues Herstellungsverfahren. Die Perowskit-Solarzelle soll künftig aus dem Drucker kommen. „Ein Ziel unseres Projekts ist es, die Laborprozesse durch digitale Druckverfahren zu ersetzen, die bei niedrigen Temperaturen ablaufen und sich für die industrielle Produktion eignen“, sagt 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.

Hohe Anforderungen an die Tinten

Weiterer Kernpunkt der Forschung ist die Entwicklung von Tinten für den Druckvorgang. Sie müssen die Herstellung von fotoelektrisch aktiven Schichten ermöglichen, also möglichst viel Licht einfangen, das Elektronen anregt, sodass sie sich zu einem nutzbaren elektrischen Strom formieren. Dann müssen sie fluoreszieren, um verschiedene Farbeindrücke zu realisieren. Gleichzeitig dürfen die äußeren Schichten, die farbig erscheinen, den Einfall des Sonnenlichts nicht behindern. Und sie müssen die darunter liegenden Schichten vor den ultravioletten Strahlen der Sonne schützen Letzteres ist besonders wichtig, denn Perowskit-Solarzellen sind noch nicht ausreichend alterungsbeständig.

Die Forscher haben bereits kleine Prototypen hergestellt, die zwar noch nicht in einheitlichen Oberflächenfarben glänzen. Sie tragen jedoch das Logo des KIT, in Farbe natürlich.

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