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pte20201126024 Umwelt/Energie, Forschung/Entwicklung

Perowskit-Solarmodule ultraschnell herstellbar

Neues Verfahren der Harvard University nutzt bei der Produktion leistungsfähiges Plasma


Modul aus blitzschnell hergestellten Perowskit-Solarzellen (Foto: Nick Rolston)
Modul aus blitzschnell hergestellten Perowskit-Solarzellen (Foto: Nick Rolston)

Cambridge (pte024/26.11.2020/11:30) - Forscher der Harvard University http://harvard.edu haben ein ultraschnelles Verfahren zur Herstellung großer Perowskit-Filme entwickelt, für das zudem wenig Energie benötigt wird. Materialwissenschaftler Reinhold Dauskardt und sein Team setzen eine Technik namens "Rapid-Spray Plasma Processing" ein. Dabei sprüht ein Roboter die Ausgangsmaterialien für den Film auf eine Glasplatte. Aus einer zweiten Düse schießt ein Plasma, dessen Energie die aufgesprühte Flüssigkeit nicht nur aushärtet, sondern die Kristalle auch in der erwünschten Art ausrichtet.

Plasma ersetzt den "Backprozess"

"Bei der konventionellen Herstellung muss die Perowskit-Lösung etwa eine halbe Stunde lang gebacken werden. Unsere Innovation basiert auf einer Plasma-Hochenergiequelle, um flüssigen Perowskit in einem einzigen Schritt in eine Dünnschichtsolarzelle umzuwandeln", sagt Nick Rolston, der bei Dauskardt promoviert hat. Mit dem neuen Verfahren ist es gelungen, pro Minute einen zwölf Meter langen Perowskit-Film herzustellen.

Einen kleinen Nachteil haben die auf diese Art hergestellten Zellen allerdings: Ihr Wirkungsgrad liegt derzeit bei nur 18 Prozent, während die besten Laborzellen 25 Prozent und mehr erreichen, allerdings für den tagtäglichen Einsatz nicht geeignet sind. Zum Vergleich: Siliziumzellen kommen auf 25 Prozent und mehr.

Konkurrenzlos günstige Stromerzeug

Plasmaquellen sind kommerziell zum vertretbaren Preis erhältlich, ebenso Roboter, die mit zwei Düsen arbeiten. Laut dem Stanford-Team kosten die so hergestellten Module pro Quadratfuß gerade einmal 25 US-Cent. Das ist ein Zehntel der Kosten für Siliziumzellen. Allerdings sind die so hergestellten Module noch längst nicht so langlebig wie die aus Silizium. Daran müssen die Forscher noch arbeiten. Wenn sie Erfolg haben und die Lebensdauer auf 30 Jahre auslegen können, lägen die Erzeugungskosten bei zwei Cent pro Kilowattstunde.



(Ende)
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