Die Forscher des Fraunhofer ISE haben ein neues Verfahren für die Herstellung von Solarzellen mit Perowskit als Halbleitermaterial entwickelt. Mit der Methode können die Zellen direkt vor Ort fertiggestellt werden. Denn sie Freiburger Forscher haben einfach den Ablauf der Herstellung einer Solarzelle umgedreht.
So wird in der regulären Produktion zunächst ein Wafer aus Halbleitermaterial hergestellt, danach dotiert, metallisiert und die so entstandene Solarzelle zu einem Modul zusammengeschaltet. Die Wissenschaftler haben jetzt zunächst das komplette Grundgerüst – inklusive Leiterbahnen und Laminierung zwischen Rückseitenfolie und Frontglas – angefertigt. Das einzige, was fehlt, ist das Halbleitermaterial. Das Perowskit, ein photovoaktives Salz, wird erst nach Fertigstellung des Grundgerüsts der Zelle durch eine kleine Öffnung in geschmolzener Form eingefüllt. Es kristallisiert aus und bildet damit eine komplette Solarzelle.
Kristallwachstum in den Griff bekommen
Mit dieser Technologie haben die Freiburger jetzt eine Zelle mit einem Wirkungsgrad von 12,6 Prozent hergestellt. Damit ist eine r erster wichtiger Meilenstein erreicht, um die Aufskalierung und die Überführung dieser Technologie in die industrielle Produktion sinnvoll vorantreiben zu können“, sagt Andreas Hinsch, Leiter der Arbeitsgruppe am Fraunhofer ISE, die diese Technolgie entwickelt hat. Ob sich diese Effizienz auch im großen Stil wiederholen lässt, hängt vor allem davon ab, wie sich der Abscheideprozesses der Perowskitkristalle im Inneren der nanoporösen Elektroden aus Metalloxiden und Graphit kontrollieren lässt.
Immerhin haben die Freiburger Forscher schon einmal das unkontrollierte Kristallwachstum in den Griff bekommen. Sie nutzen dazu ein polares Gas, mit dem sie bei Raumtemperatur die Perowskitkristalle schmelzen und so die Poren der Elektroden füllen können. Erst wenn sie anschließend das Gas wieder entfernen, kristallisiert das Perowskit wieder aus. Das Ergebnis ist ein homogener Wachstumsprozess. (Sven Ullrich)
