Perowskit-Kristall: Neue Solarenergiequelle

Zur Anfangsphase der Entwicklung wies die neuartige Solarzelle des japanischen Forscher Tsutomu Miyasaka keine sehr guten Eigenschaften auf. Denn im Gegensatz zu einer herkömmlichen Solarzelle aus Siliziumkristallen, wandelte sie anstatt 20 Prozent des Sonnenlichts nur 3,8 Prozent in Energie um. Auch die Haltbarkeit ließ zu wünschen übrig, anstatt 20 Jahre, die eine handelsübliche Solarzelle Bestand hat, hielt dieses Modell lediglich wenige Minuten.

Doch dass diese Zelle anstelle von hochreinen und teuren Siliziumkristallen Wasserstoff, Stickstoff und Kohlenstoff sowie Blei und Jod in kristallener Struktur enthielt, machte sie zu einer Besonderheit. Innerhalb weniger Jahre gelang es Forschern den Wirkungsgrad der Zelle zu verfünffachen. Die höchste beglaubigte Ausbeute der neuartigen Zelle liegt seit Februar dieses Jahres bei 18 Prozent, während an der University of California angeblich schon eine Perowskit-Zelle mit 19,3 Prozent in Betrieb gewesen war. Branchenkenner rechnen noch dieses Jahr mit dem Knacken der 20 Prozent-Marke. Trifft dieser Fall ein, so hätte man mit der Perowskit-Zelle in fünf Jahren erreicht, was bei der Silizium-Zelle fast 25 Jahre gedauert hat. Außerdem können die neuartigen Solarzellen um Einiges günstiger hergestellt werden, da sie zum einen aus Rohstoffen bestehen die auf der Welt in Unmengen vorhanden sind und zum anderen kostengünstig in der Herstellung sind.

In der Anfangsphase enthielt die Zelle noch eine Flüssigkeit, die den Kristall schnell zerfließen ließ und damit die Zelle unbrauchbar machte. Mittlerweile haben diese Solarzellen eine neue Stabilität erreicht und sind in der Regel Festkörperzellen.

Ein Nachteil der Zelle ist, dass Perowskite Salze sind, und diese reagieren auf Luftfeuchtigkeit sehr empfindlich. Ein weiterer ist der Gehalt des giftigen Schwermetalls Blei. Aktuell ist das Finden einer Alternative zu dem Bleigehalt ein Projekt des Bundesforschungsministeriums. Dieses beauftragt neben Universitäten auch das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) mit der Forschung.

 

Bild: pixabay.com                                                                                                                    

Perowskit-Kristall: Neue Solarenergiequelle
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