Perovskit-Solarzellen: Neue Beschichtung eliminiert die letzte Achilles-Sehne der Solarzellen der Zukunft

Perovskit-Solarzellen sind eine Zukunftstechnologie. Sie stechen vor allem durch ihren hohen Wirkungsgrad hervor, der durchaus noch Potenzial nach oben hat. Sie haben aber auch einen großen Nachteil: ihre Haltbarkeit. Eine neue Beschichtung könnte dem ein Ende setzen: Mit ihr behalten Perovskit-Solarzellen auch nach 1000 Stunden noch 99 Prozent ihrer Leistungsfähigkeit.

Beschichtung bindet organische Bestandteile des Perovskits

Silizium-Solarzellen sind seit Jahrzehnten der Standard. Allerdings werden diese Zellen nach Meinung vieler Expert:innen in naher Zukunft von Perovskit-Solarzellen abgelöst werden. Diese gibt es erst seit 15 Jahren, aber sie schließen die Lücke zu den Silizium-Zellen mit hoher Geschwindigkeit. Die Effizienz gängiger Perovskit-Solarzellen kommt bereits an die jener aus Silizium heran und hat das Potenzial, sie deutlich zu übertreffen. Hinzu kommt, das Perovskit-Solarzellen nicht nur günstiger sind, sondern auch leichter und flexibler.

Allerdings verlieren Perovskit-Zellen relativ schnell an Effizienz wenn sie den Elementen ausgesetzt sind. Für Solarzellen, deren Zweck es logischerweise erfordert, so viel wie möglich dem Licht der Sonne ausgesetzt zu sein, und das auch noch über Jahrzehnte hinweg, ist das nicht ideal. Forscher:innen weltweit arbeiten deshalb daran, die Haltbarkeit der Perovskit-Zellen zu erhöhen.

Ein Team von Forscher:innen nutzt nun eine Beschichtung namens BondLynx, um die Haltbarkeit der Zellen zu verbessern. Der Hersteller, eine kanadische Firma namens XlynX, sah diese Beschichtung eigentlich für andere Zwecke vor, aber sie stellte sich als gut geeignet für die Beschichtung von Solarzellen heraus.

Das Problem mit Perovskit geht auf die Aktivierung organischer Komponente in dem Material durch Licht und Hitze zurück. Diese Komponente werden dann freigesetzt und schwächen so nicht nur das Perovskit, sondern auch andere Materialien in den Solarzellen. BondLynx kann auf die Zellen aufgetragen werden und formt kovalente Bindungen mit diesen organischen Komponenten, was verhindert, dass diese freigesetzt werden.

Deutlich bessere Haltbarkeit

In Praxistests behandelten die Forscher:innen Perovskit-Zellen mit BondLynx konfrontierte diese dann über längere Zeit mit Licht und Hitze. Dabei verglichen sie die Ergebnisse mit unbehandelten Perovskit-Zellen. Beide Gruppen starteten mit einer Effizienz von 24 Prozent. Die behandelten Zellen behielten auch nach 1.000 Stunden Konfrontation mit simuliertem Sonnenlicht 99 Prozent dieser Effizienz, während die unbehandelten 35 Prozent verloren.

Die Zellen wurden außerdem über die Dauer von 600 Stunden einer Hitze von 60 Grad Celsius ausgesetzt. Dabei behielten die mit BondLynx behandelten Zellen nahezu 98 Prozent ihrer Effizienz, während die unbehandelten nach den 600 Stunden noch 73 Prozent Effizienz aufwiesen.

Die Tests liefen nur über einige Monate, allerdings gehen die Forscher:innen davon aus, dass die vielversprechenden Ergebnisse auch auf längere Zeiträume übertragen werden können, sodass mit BondLynx behandelte Perovskit-Solarzellen wesentlich länger halten sollten als unbehandelte Gegenstücke. In Kombination mit einer anderen kürzlich entwickelten Beschichtung gehen Expert:innen nun von einer Lebensdauer von 30 Jahren für Perovskit-Solarzellen aus, was die derzeit größte Achilles-Sehne dieser Art Solarzellen eliminieren dürfte.

via XlynX