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Perowskit-Solarzellen setzen Forscher unter Spannung

© Selina Olthof, Thomas Riedl© Selina Olthof, Thomas RiedlKonstanz - Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) bewilligt ein Schwerpunktprogramm zur Erforschung des Materials Perowskit für Solarzellen. Koordiniert wird das Programm an der Hochschule Konstanz.

Als aussichtsreiches Material für eine neue Generation an Solarzellen gelten bestimmte Gruppen der Perowskite, ein Hybridmaterial aus organischen und anorganischen Materialien. Zur grundlegenden Erforschung von Perowskit-Halbleitern bewilligte die DFG nun ein Programm unter Koordination von Prof. Dr. Lukas Schmidt-Mende, Professor für Hybride Nanostrukturen an der Universität Konstanz.

Solarforschung - die Vorteile der Perowskite
Die Perowskite im Mittelpunkt der Forschung besitzen eine entscheidende Eigenschaft: Sie können aus einer Lösung – also in flüssiger Form – bei niedrigen Temperaturen verarbeitet werden. Auf diese Weise können sie als Film auf Flächen aufgestrichen werden, was die Herstellung von Solarzellen wesentlich vereinfacht. „Noch vor sechs Jahren wäre es nicht denkbar gewesen, mit einem lösungsprozessierten Halbleiter Solarzellen mit hohen Wirkungsgraden zu erzielen, die konkurrenzfähig zu Silizium sind. Mit diesen Perowskiten wurde das nun erreicht“, schildert Prof. Dr. Lukas Schmidt-Mende.

Grundlegende Fragestellungen noch zu lösen
Solche als Lösung hergestellten Solarzellen unterliegen typischerweise dem Problem, dass ihre Materialstruktur auf Nanoebene eine hohe Zahl an Defekten aufweist und in diesem Sinne keinen hohen „Reinheitsgrad“ besitzt. „Dass diese Perowskite trotzdem einen so hohen Wirkungsgrad erbringen, ist das Spannende daran: Sie müssen eine sehr hohe Defekttoleranz besitzen, so dass vorhandene Defekte wenig ausmachen“, erläutert Lukas Schmidt-Mende und zählt die entscheidenden Forschungsfragen auf: „Was macht diese Perowskite zu solch einem besonderen Material? Wieso funktionieren sie so gut, trotz aller Defekte? Wie können sie noch verbessert werden? Gibt es andere Materialien, die nach ähnlichem Prinzip funktionieren? Das werden Schlüsselfragen sein, mit denen sich das Schwerpunktprogramm in den nächsten Jahren beschäftigen wird.“

Starker Forschungsverbund zu Perowskiten
An dem Schwerpunktprogramm werden Universitäten und Forschungseinrichtungen aus ganz Deutschland beteiligt, aber auch aus Oxford (Großbritannien) sowie aus der Schweiz. Das Schwerpunktprogramm wird damit zu den europaweit größten Forschungsverbünden im Bereich der Perowskit-Forschung zählen, so die Universität Konstanz. Die DFG unterstützt das Vorhaben mit jährlich rund 2,3 Millionen Euro über einen Zeitraum von bis zu sechs Jahren.

© IWR, 2018


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04.04.2018