Solarenergie gilt bereits heute als eine der umweltfreundlichsten Formen der Energiegewinnung, doch sie hat auch ihre Nachteile. So haben übliche Solarzellen aus Silizium eine Lebensdauer von etwa 25 Jahren. Diese etablierte Technologie hat sich bewährt, doch die Nutzung von Silizium ist umweltschädlich, da es sich um eine nicht erneuerbare Ressource handelt. Die langlebigsten Module verwenden reines Silizium, dessen Herstellung wiederum teuer und ineffizient ist. Doch damit könnte bald Schluss sein!
Alternative zu Silizium
Wissenschaftler:innen ist es nämlich nun gelungen, sogenannte Perowskitkristalle zu stabilisieren, diese sollen in zukünftigen Solarmodulen zur Anwendung kommen, was eine effizientere und nachhaltigere grüne Technologie verspricht. Forscher haben hochbeständige Solarzellen aus Perowskit synthetisiert – einer häufig vorkommenden Kristallstruktur (in ihrer natürlichen Form ein Calcium-Titan-Oxid-Mineral) – was einen revolutionären Fortschritt für die Solarindustrie bedeuten könnte.
Solarenergie ist die am schnellsten wachsende Energietechnologie und entscheidend für die Reduktion von Treibhausgasemissionen. Sie wandelt Sonnenlicht in Elektrizität um und findet Anwendung in Beleuchtung, Heizung, Kühlung, Computern, Elektronik und Maschinen.
Probleme mit Lebensdauer und Stabilität wurden gelöst
Nachdem sie bisher aufgrund der kurzen Lebensdauer von nur wenigen Monaten und wegen Stabilitätsproblemen kommerziell noch nicht nutzbar waren, glauben die Wissenschaflter:innen dieses Problem nun gelöst zu haben. Sie haben neue Designstrategien entwickelt, welche in entwickelten einer neue Perowskitstruktur resultierten, die theoretisch genauso lange halten kann wie siliziumbasierte Solarzellen. Die Ergebnisse ihrer Forschung veröffentlichten sie nun in der Fachzeitschrift Science.
Der „heilige Gral“ der Solarzellentechnologie
„Perowskit-Solarzellen gelten als der heilige Gral der neuen Solarzellentechnologie. Denn Perowskite können theoretisch deutlich kostengünstiger hergestellt werden als anorganische Solarzellen wie Silizium oder Galliumarsenid“
, erklärte Isaac Metcalf, Doktorand der Materialwissenschaft und Nanoengineering an der Rice University. „
Das liegt daran, dass sie bei niedrigen Temperaturen lösungsbasiert verarbeitet werden können. Man kann einen Perowskit-Vorläufer in Tintenform auf ein Stück Glas auftragen, erhitzen und erhält dann einen Perowskit.“
Die neue Gestaltungsmethode macht es möglich, Perowskite mit lösungsbasierten Verarbeitungsmethoden herzustellen, was eine großangelegte Produktion ermöglicht. Die Studie markiert einen bedeutenden Fortschritt in der Entwicklung marktreifer Perowskit-Solarzellen, so die Forscher.
Fazit
Mit dieser neuen Methode könnte einer der größten Kritikpunkte an der Solarenergie, die selbst wiederum wenig umweltfreundliche Nutzung von Silizium, bald der Geschichte angehören, dann würde eigentlich „nur“ noch fehlen, dass die bürokratischen Hürden zur Nutzung von Photovoltaik, vor allem für Privatpersonen, drastisch reduziert werden.
