Perowskit-Panels übertreffen Silizium in der Solarenergie

Wissenschaftler der Universität Nanjing haben gemeinsam mit Ingenieuren des Unternehmens Renshine vollformatige Perowskit-Solarmodule entwickelt, die sowohl bei der Größe als auch beim Wirkungsgrad wichtige Ergebnisse erzielen. Laut ixbt.com stellte die Entwicklung nicht nur in Labortests Rekordwerte auf, sondern übertraf auch herkömmliche Siliziummodule bei Tests in einem echten Solarkraftwerk. Ixbt.com berichtet .

Experten zufolge besteht der wichtigste Erfolg im Übergang von kleinen Laborproben zu vollformatigen Panels mit einer Fläche von 0,72 Quadratmetern. Unter Standardbedingungen liefert ein solches Panel stabile 158,4 W Leistung und erreicht über seine gesamte Oberfläche einen zertifizierten Wirkungsgrad von 22 Prozent. Das ist ein absoluter Rekord für Perowskit-Module im Metermaßstab.

Tests in einem echten Kraftwerk

Da Laborwerte allein nicht ausreichen, testeten die Forscher die neue Technologie unter realen Bedingungen. Ein 1 MW starkes Perowskit-System wurde neben einem 3,5 MW starken Feld moderner Siliziumpanels installiert. Über drei Monate wurde die Stromerzeugung der beiden Systeme verglichen.

Den Ergebnissen zufolge erzeugten die Perowskit-Module im März pro Einheit installierter Leistung durchschnittlich 3,42 Prozent mehr Strom. Im April erreichte dieser Vorteil 3,79 Prozent und im Mai stieg er auf 5,81 Prozent. Dass der Unterschied mit den steigenden Frühlingstemperaturen zunahm, bestätigt den höheren Wirkungsgrad von Perowskit-Panels bei heißem Wetter.

Produktionsprobleme und eine neue Lösung

Die Skalierung war lange Zeit das größte Problem von Perowskit-Zellen. Wenn Materialien, die auf kleiner Fläche hohe Leistungen erbrachten, vergrößert wurden, verloren sie durch Mikrodefekte und Fehler in der Kristallstruktur an Leistung. Üblicherweise werden Ammoniumhalogenidsalze eingesetzt, um solche Defekte zu beseitigen, doch dieses Verfahren ist im industriellen Maßstab schwierig.

Chinesische Forscher schlugen dafür einen anderen chemischen Prozess auf Basis einer Mischung aus drei Lösungsmitteln vor. Durch die Steuerung der Filmtrocknung in einer Vakuumkammer entsteht auf der Oberfläche eine Schutzschicht aus Formamidiniumiodid, die zusätzlich mit Bleicarboxylatsalzen behandelt wird. Mit diesem Verfahren lässt sich die Beschichtung gleichmäßig über das gesamte Panel verteilen und es lassen sich Defekte auf atomarer Ebene auffüllen.

Um die Haltbarkeit zu erhöhen, wurden die Panels 1300 Stunden lang bei einer Temperatur von 85 Grad und einer Luftfeuchtigkeit von 85 Prozent einem beschleunigten Test unterzogen. Herkömmlich mit Ammonium behandelte Module verloren 39 Prozent ihrer Leistung, während neu mit Bleicarboxylaten behandelte Panels nur 2 Prozent Leistung einbüßten.