Photovoltaik-Module aus Perowskit bieten zahlreiche Vorteile. Sie sind leicht, hocheffizient, gut skalierbar und zudem günstig und unkompliziert zu produzieren. Ihrer kommerziellen Nutzung stehen jedoch noch Hindernisse im Weg. So werden bei der Herstellung beispielsweise giftige Lösungsmittel verwendet, in denen die Perowskit-Kristalle aufgelöst werden, um anschließend zu sogenannten Perowskit-Tinten weiterverarbeitet zu werden. Diese Tinten können wie Farbe aufgedruckt, aufgetragen oder aufgesprüht werden. Beim Aufbringen auf große Flächen kommt es allerdings zu Qualitätsschwankungen. Damit sind die neuartigen PV-Module nur begrenzt betriebssicher.
Großtechnische Herstellung von Perowskit-Modulen
„Mit unserer Studie greifen wir diese Herausforderungen auf“, sagt Prof. Michael Saliba, Leiter des Instituts für Photovoltaik (IPV) der Universität Stuttgart und Mitautor der Veröffentlichung. „Es ist uns gelungen zu zeigen, wie die Herstellung leistungsstarker PV-Module auf Perowskitbasis umweltverträglich, zuverlässig und unter Umgebungsluftbedingungen gelingen kann.“
Die Perowskit-Expertinnen und -Experten haben nicht nur ein neues, umweltverträgliches Lösungsmittel entwickelt, das mit der Umgebung kompatibel ist. „Wir konnten auch ein Verfahren entwickeln, mit dem wir die ‚grüne‘ Perowskit-Tinte gleichmäßig und präzise auftragen, sodass es nicht zu Unregelmäßigkeiten in der Perowskit-Schicht und damit zu Wirkungsgradverlusten kommt“, erläutert Prof. Hairen Tan, Wissenschaftler an der Fakultät für Ingenieurwesen und Angewandte Wissenschaften der Universität Nanjing.
Umweltfreundliche Fertigung bei maximaler Leistung
„Damit können wir Perowskit-PV-Module umweltfreundlich fertigen, die Leistung des gesamten Moduls maximieren und seinen zuverlässigen Betrieb langfristig sicherstellen“, so Saliba, dessen Team die hergestellten Module in Außentestständen auf den Dächern des Instituts für Photovoltaik erprobt hat. Das neue System ermöglicht die Herstellung von Perowskit-Photovoltaikmodulen mit einer Fläche von 7.200 cm2, die einen Wirkungsgrad von 17,2 Prozent unter konstanten Betriebsbedingungen erreichen und alle Qualitäts- und Zuverlässigkeitsstandards erfüllen.
