Wissenschaft: Rekorde ohne Nutzen

25,5 Prozent Effizienz mit einer Perowskit-Solarzelle sind ein neuer Rekord. Wieder einmal. Von einer praktischen Anwendung ist die billige, effiziente Technik trotzdem weit entfernt. Der Wissenschaftsbetrieb ist daran mit schuld.

Ein IMHO von veröffentlicht am
Die neue Rekordzelle im Querschnitt
Die neue Rekordzelle im Querschnitt (Bild: HZB)

Perowskite sind eine Klasse von Stoffen einer bestimmten Kristallstruktur, die seit 2009 als mögliche Grundlage für billige und effiziente Solarzellen gelten. Keine andere Technik zur Konstruktion von Solarzellen hat in der Vergangenheit derart schnelle Fortschritte in der Verbesserung der Effizienz gemacht. Trotzdem werden die immer neuen Rekordmeldungen, diesmal eine Messung von 25,5 Prozent im Helmholtz-Zentrum Berlin, immer uninteressanter.

Inhalt:
  1. Wissenschaft: Rekorde ohne Nutzen
  2. Fünf Minuten sind eine gute Kurzzeithaltbarkeit

Das liegt nicht daran, dass die Forscher tatsächlich eine Tandemzelle auf Basis einer herkömmlichen Silizium-Solarzelle entwickelten. Die Herstellung der Siliziumzellen ist in den vergangenen Jahren selbst immer billiger geworden und eine Verbesserung ihrer Effizienz durch eine kostengünstige Schicht aus Perowskit ist verlockend, zumal die Effizienz dieser Konstruktion in der Theorie noch bis 32,5 Prozent gesteigert werden könnte. Für einzelne, sogenannte Single-Junction-Perowskit-Zellen, liegt der Rekord derzeit bei rund 22 Prozent.

Billiges Perowskit kann Silizium besser machen

Die Perowskit- und Siliziumzelle ergänzen sich gegenseitig im Tandem. Die Perowskite haben als Halbleiter eine größere Bandlücke als Silizium. Sie können also nur aus energiereicheren Photonen des Sonnenlichts Energie gewinnen, erzeugen dabei aber pro Photon mehr Energie, als es eine Silizium-Solarzelle könnte. Für Photonen mit zu wenig Energie, aus denen sie keine Energie gewinnen können, sind die Perowskite hingegen transparent.

Die Perowskit-Schicht reicht also die übrigen Photonen an die Siliziumschicht weiter, die sie noch für die Energiegewinnung verwerten kann. Um die theoretisch möglichen 32,5 Prozent der Konstruktion zu erreichen, müsste die Bandlücke durch chemische Veränderungen noch etwas angepasst werden. Das gleiche Prinzip wird beispielsweise auch mit Schichten aus Gallium-Arsenid und anderen Halbleitermaterialien erreicht, die aber teuer in der Herstellung sind, während die Perowskit-Schichten mit einfachen Chemikalien und Verfahren im Labor herstellbar sind.

Stellenmarkt
  1. Product Owner (m/f/d) for Hardware Security Modules
    Elektrobit Automotive GmbH, Erlangen
  2. (Junior) IT Business Partner / Demand Manager - Sales Units (m/w/d)
    Jungheinrich AG, Hamburg
Detailsuche

Um die Effizienz der Zellen noch weiter zu steigern, griffen die Forscher vom Helmholtz-Zentrum zu einem weiteren Trick. Die Oberfläche wurde mit einer strukturierten Folie versehen, die Reflexionen von Licht verringert und damit mehr Photonen in die Zelle befördern. Zusammen mit anderen Verbesserungen wurde so der neue Rekord erreicht, eine Steigerung von 23,4 Prozent auf 25,5 Prozent.

Perowskit zerfällt von selbst

Und trotzdem bleibt es ein Rekord ohne Nutzen. Diese Perowskit-Tandem-Solarzellen werden niemals zu mehr als Test- oder Demonstrationszwecken auf Dächer montiert werden. Denn ein Problem der Perowskit-Solarzellen bestand von Anfang an: Sie sind chemisch nicht stabil. Bis heute gilt es als erwähnenswert, wenn eine solche Zelle nach einigen Monaten Lagerung in der Dunkelheit noch mehr als 90 Prozent der ursprünglichen Leistung hat.

Wenn die Zellen Licht ausgesetzt werden, dem Sauerstoff der Luft oder gar Luftfeuchtigkeit, beschleunigt sich der Prozess. Im normalen Einsatz muss eine Solarzelle über Jahrzehnte stabil bleiben, ohne sich chemisch selbst zu zersetzen und große Teile ihrer Leistung zu verlieren. Die wissenschaftliche Literatur kennt bis heute keine einzige Perowskit-Zelle dieser Art. Den Rekord hält derzeit ein kleines Modul mit einer Effizienz von rund 11,2 Prozent, das unter konstanter Beleuchtung ein Jahr stabil blieb.

Bitte aktivieren Sie Javascript.
Oder nutzen Sie das Golem-pur-Angebot
und lesen Golem.de
  • ohne Werbung
  • mit ausgeschaltetem Javascript
  • mit RSS-Volltext-Feed
Fünf Minuten sind eine gute Kurzzeithaltbarkeit 
  1. 1
  2. 2
  3.  


bombinho 29. Nov 2018

Okay, klingt gut. Was genau ist noch einmal praezise ein erfolgsversprechender Ansatz...

Anonymer Nutzer 24. Nov 2018

https://www.pv-magazine.de/2018/02/21/sternstunde-der-photovoltaik-auf-augenhoehe-mit...

Anonymer Nutzer 20. Nov 2018

Sorry, aber Sie werfen mit Begriffen um sich, von denen Sie nichts verstehen. kWh Peak...

Anonymer Nutzer 20. Nov 2018

Das ist vollkommen realistisch, nicht nur der Berechnung nach, sondern auch über den...



Aktuell auf der Startseite von Golem.de
Potential Motors
Winziges E-Offroad-Wohnmobil mit 450 kW vorgestellt

Potential Motors hat mit dem Adventure 1 ein kleines Offroad-Wohnmobil mit E-Motoren vorgestellt, die insgesamt 450 kW Leistung erbringen.

Potential Motors: Winziges E-Offroad-Wohnmobil mit 450 kW vorgestellt
Artikel
  1. Autonomes Fahren: Teslas FSD hat 160.000 Kunden
    Autonomes Fahren
    Teslas FSD hat 160.000 Kunden

    Auf Teslas KI-Tag ist bekannt geworden, dass es 160.000 Kunden gibt, welche die Beta des Full Self Driving nutzen.

  2. Smart-Home-Hub: Ikea Dirigera für rund 60 Euro gelistet
    Smart-Home-Hub
    Ikea Dirigera für rund 60 Euro gelistet

    Ikea hat das Smart-Home-Hub Dirigera auf seiner Website angekündigt. Das Gerät ist für den Matter-Standard geeignet.

  3. Amazon: James-Bond-Filme kommen zu Prime Video
    Amazon
    James-Bond-Filme kommen zu Prime Video

    Noch in dieser Woche nimmt Amazon die meisten James-Bond-Filme in das Abo von Prime Video auf. Die jüngste Bond-Produktion ist nicht dabei.

Du willst dich mit Golem.de beruflich verändern oder weiterbilden?
Zum Stellenmarkt
Zur Akademie
Zum Coaching
  • Schnäppchen, Rabatte und Top-Angebote
    Die besten Deals des Tages
    Daily Deals • MindStar (PowerColor RX 6700 XT 489€, ASRock RX 6600 XT 388€) • Alternate (LG UltraGear 34" WQHD 144 Hz 749€ statt 899€) • be quiet! Silent Loop 2 240 99,90€ • Acer 24"-FHD/165 Hz 149€ + Cashback • PCGH-Ratgeber-PC 3000 Radeon Edition 2.500€ [Werbung]
    •  /