Forschende arbeiten momentan an neuen Perowskit-Solarzellen. Das Material gilt seit Jahren als Hoffnungsträger und könnte eine hocheffiziente und stabile Silizium-Alternative darstellen.
In den vergangenen Monaten stieg die Nachfrage einer speziellen Technologie: Solaranlagen. Aufgrund steigenden Energiepreise und des Ukraine-Konflikt denken viele Hausbesitzer über die Anschaffung einer solchen Anlage nach. Denn wer den eigenen Strombedarf auf dem Dach generiert, der ist in Zukunft nicht so stark von Preisschwankungen betroffen.
Heute weitverbreitete Photovoltaik-Anlagen aus Silizium haben dennoch einige Schwächen. Die maximale Effizienz ist inzwischen mit etwa 25 Prozent erreicht. Außerdem ist das Material langfristig gesehen nicht so stabil. Über Jahrzehnte muss daher mit weiteren Leistungseinbußen kalkuliert werden. Das Material Perowskit könnte diesen Umstand aber in absehbarer Zeit beheben.
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Perowskit-Solarzellen punkten mit Flexibilität
Die Perowskit-Solarzellen haben so einige Vorteile. Die Kosten für die Anschaffung sind geringer, gleichzeitig ist das Material leicht und flexibel. Im Alltag könnten etwa Fenster oder andere Oberflächen mit den Zellen bestrichen werden und so einen Beitrag zur Stromversorgung leisten.
Einen Nachteil hat die Technologie dennoch. Sie kann bei der Effizienz noch nicht mit einer Silizium-Zelle mithalten. Nun haben Forschende aber einen Durchbruch erzielt. Dank der Zugabe des Metalls Ferrocen konnte bereits eine Effizienz von 25 Prozent erreicht werden. Das ist zumindest schon mit heute gängigen Solaranlagen vergleichbar.
Schicht aus Ferrocen macht Perowskit-Zellen effizient und stabil
Das Ferrocen kommt in der Zelle in einer Zwischenschicht zum Einsatz. Im Alltag strahlt die Sonne dabei auf die Perowskit-Schicht. Diese leitet dann die Energie zur Umwandlung an eine Elektrode in der darunter liegenden Schicht weiter. Da dieser Transport aber sehr langsam und ineffizient geschieht, bleibt der Wirkungsgrad gering.
Doch durch das Hinzufügen von Ferrocen wird dieser Übergang beschleunigt. Es geht weniger Energie an die Umgebung „verloren“. Die Haltbarkeit profitiert ebenfalls von dem neuen Ansatz.
Nach über 1.500 Stunden konnte noch 98 Prozent der Effizienz abgerufen werden. Selbst unter Bedingungen mit einer Umgebungstemperatur von 85 Grad Celsius und 85 Prozent Luftfeuchtigkeit, kann das Material noch stabil Strom erzeugen. Vielleicht wird Solartechnik also bald noch erschwinglicher.
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