Forscher bringen Perowskite auf 20-Meter-Folie – der Schritt zum Massenmarkt?
Ein neues Rolle-zu-Rolle-Druckverfahren bringt Perowskit-Solarzellen und Solarfolien zusammen. Forscher bedruckten in einem Test eine 20 Meter lange Folie.
Die beiden Wissenschaftler David Beynon (li.) und Ershad Parvazian präsentieren ein Teil der frisch gedruckten Perowskit-Solarzellen.
(Bild: Swansea University)
Perowskite gelten seit Jahren als große Hoffnung der Solarbranche. Eine einfache, großindustrielle Herstellung von dünnen Solarfolien ist eine weitere Hoffnung. Forschende der Swansea University in Wales haben nun beide Themen miteinander verbunden. Das Team hat ein Verfahren entwickelt, Perowskit-Zellen wie eine Zeitung von Rolle zu Rolle ("R2R") drucken zu können. Ihre Ergebnisse veröffentlichte es im Fachjournal "Advanced Materials".
Projektleiter Trystan Watson bezeichnete das Verfahren als "großen Schritt hin zu einer Kommerzialisierung". Schlüssel dazu sei die Entwicklung einer preiswerten Tinte auf Kohlenstoff-Basis gewesen. Sie soll die aufgedampften Gold-Elektroden ersetzen, die in konventionellen Verfahren benutzt werden. Die Tinte enthält eine Mischung von Lösungsmitteln, die als dünner Film trocknet, ohne ihre Trägerschicht zu beschädigen. Aufgedruckt auf Glas-Plättchen, zeigten die Carbon-Elektroden nach Angaben der Forschenden eine vergleichbare Effizienz von 13 bis 14 Prozent wie herkömmliche Gold-Elektroden, hatten aber eine bessere Leistung bei höheren Temperaturen sowie eine längere Haltbarkeit.
Gedruckte Solarfolien auf gebogenen Flächen
Aufgedruckt auf eine 20 Meter lange Folie, betrug der Wirkungsgrad 10,8 Prozent. Das ist zwar weniger als die Hälfte der handelsüblichen Silizium-Module, aber der Gedanke dahinter ist: Wenn sich die Folien so einfach und preiswert herstellen ließen wie Alufolie oder Chipstüten, können sie auch großflächig dort eingesetzt werden, wo es für klassische Module schwierig wird – etwa auf gebogenen Oberflächen.
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"Das Konzept der R2R-produzierten Perowskitsolarzellen stellt für sich allein keine Neuigkeit dar, hieran wird schon mehrere Jahre geforscht", sagt Markus Kohlstädt, Perowskit-Experte am Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme (ISE) in Freiburg. Die Innovation liege darin, die teure Metallelektrode durch eine Graphitelektrode ersetzt zu haben, die sich bei normalem Druck und ohne hohe Temperaturen aufbringen lasse. Solche Elektroden seien zwar bei Glas-Substraten oder einzelnen Folien schon zum Einsatz gekommen, aber das Ergebnis aus Swansea mit einer Beschichtungslänge von 20 Meter sei "durchaus sehr interessant für die weitere Entwicklung der Technologie, auch wenn die vereinzelten und getesteten Zellen jeweils nur eine Größe von weniger als einem Quadratzentimeter aufweisen". Der nächste Schritt sei es nun, mit dem Prozess auch größere Solarzellen und Module herzustellen.
(grh)