Alterung von Solarzellen: Lebensdauer von Perowskit-Modulen besser vermessen
Ein Forschungsteam am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB)(öffnet im neuen Fenster) hat deutliche Unterschiede zwischen Labortests und realen Daten zur Alterung von Perowskit-Solarzellen dokumentiert. Im eigenen Freiluftlabor wurden abweichende Alterungsmuster im Vergleich zu den im Labor üblichen Methoden, die eine beschleunigte Degradation hervorrufen sollen, festgestellt.
Das Team kommt zu dem Schluss, dass die für Solarzellen auf Siliziumbasis etablierten Verfahren bei Perowskit, einem relativ häufigen Mineral, das als Alternative zu Silizium genutzt wird, zu falschen Ergebnissen führen. Insbesondere die Erhöhung der Betriebstemperatur auf bis zu 85 °C verursacht bei den untersuchten Solarzellen Alterungserscheinungen, die im regulären Betrieb über 20 Monate hinweg gar nicht auftraten.
Dagegen soll eine Intensivierung der Lichteinstrahlung auf das 2,3-Fache der normalen Sonneneinstrahlung die Alterung im Freiluftlabor gut nachbilden können. Die Studie zu den Ergebnissen wurde in Joule(öffnet im neuen Fenster) veröffentlicht.
Gezielte Forschung zur Optimierung der Lebensdauer
Schließlich konnte festgestellt werden, dass auch die Veränderung der Zellspannung andere Alterungserscheinungen hervorruft als der reale Betrieb. Demnach sei nur eine von drei häufig genutzten Methoden zur Bestimmung der Lebensdauer von Solarzellen bei Perowskit halbwegs verlässlich. Das sei ein Schritt in die richtige Richtung, aber die Prognosen müssten noch weiter verbessert werden, meint Forschungsleiterin Carolin Ulbrich.
Denn Perowskit-Solarzellen besitzen eine Vielzahl von Vorteilen. Sie können als Tandemzellen gemeinsam mit Silizium-Modulen circa 50 Prozent mehr Strom produzieren als handelsübliche Solarzellen.
Zudem ist Herstellung technisch weniger anspruchsvoll als bei Silizium und gleichzeitig weniger energieintensiv. So besteht laut des Forschungsteams die Hoffnung, mit realistischen Prognosen zur Alterung der Perowskit-Solarmodule neue Materialkombinationen und Fertigungsverfahren schneller und verlässlicher testen zu können. Das könnte den Durchbruch der Solarmodule auf Perowskitbasis beschleunigen.
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