Karlsruher Institut für Technologie Die passende Solarzelle drucken

Laborprozesse sollen durch digitale Druckverfahren ersetzt werden, die sich für die industrielle Produktion eignen.
Laborprozesse sollen durch digitale Druckverfahren ersetzt werden, die sich für die industrielle Produktion eignen.

In einem neuen KIT-Projekt sollen Solarzellen auf Perowskit-Basis verbessert werden, außerdem sollen sie dank dem 3D-Druckverfahren im industriellen Maßstab hergestellt werden. Doch das ist noch nicht alles was die deutschen und griechischen Forscher vorhaben.

Perowskit-Halbleiter gehören derzeit zu den vielversprechendsten Materialien für hocheffiziente und preiswerte Solarmodule der nächsten Generation. Dünnschichtsolarzellen auf Basis dieser Perowskite erzielen im Labor bereits Wirkungsgrade von mehr als 23 Prozent. Allerdings lassen sich die in der Forschung derzeit üblichen Prozesse zur Herstellung von Perowskit-Solarzellen nicht auf industrielle Maßstäbe übertragen. Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) koordinierte darum ein Projekt, in dessen Rahmen die technologische Machbarkeit von Solarmodulen auf Basis von Perowskitabsorbern untersucht wird.

Im Projekt PRINTPERO (Printed Perovskite Modules for Building Integrated Photovoltaics) kooperieren Forschende und Industriepartner aus Deutschland und Griechenland, um digital gedruckte Solarmodule auf der Basis von Perowskit-Halbleitern zu entwickeln, die nicht nur hocheffizient und stabil sind, sondern auch vielfältige architektonische Anforderungen für die Integration in Gebäuden erfüllen. Sie arbeiten an Prototypen, die sich in der Größe maßschneidern und in Form und Farbe frei gestalten lassen. Um diese Ziele zu verwirklichen, nutzen die beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler das Potenzial des digitalen Tintenstrahldruckens (Inkjet Printing). Sie entwickeln überdies druckbare lumineszierende Schichten zur Realisierung unterschiedlicher Farbeindrücke und dem Schutz der Solarzellen vor schädlicher UV-Strahlung (siehe Foto).

Gemeinsam mit den Projektpartnern arbeiten die Karlsruher Forscher auch daran, die Stabilität der Perowskit-Solarzellen zu verbessern, mehrere dieser Zellen seriell zu großflächigen Solarmodulen zu verschalten sowie die Module zu verkapseln, um sie vor Feuchtigkeit und dem dadurch bedingten Zerfall zu schützen.

An Pirontpero sind die Forschungseinrichtungen KIT und Technological Educational Institute of Western Greece sowie die Solarindustrieunternehmen Sunovation Produktion GmbH (Aschaffenburg) und Brite Hellas S.A. (Thessaloniki/Griechenland) beteiligt. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert das 2018 gestartete und auf drei Jahre angelegte deutsch-griechische Kooperationsprojekt im Rahmenprogramm Forschung für Nachhaltige Entwicklung.