Dübendorf ZH - Perowskit kann Silizium in Solarzellen ersetzen. Bisherige Herstellungsverfahren sind jedoch noch nicht konkurrenzfähig. Forscher der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) wollen mit einem Schlitzdüsenverfahren Abhilfe schaffen.

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Herkömmliche Solarzellen bestehen nach wie vor aus Silizium. (Bild: unsplash via empa.ch)

 

Der Halbleiter Perowskit gelte „als neue Hoffnung, den Herstellungspreis für Solarzellen unter denjenigen des bislang verwendeten Siliziums zu drücken“, erläutert die Empa in der entsprechenden Mitteilung. Im Wirkungsgrad können es Perowskit-Solarzellen mittlerweile mit ihren Silizium-Pendants aufnehmen. Für das Problem einer höheren Empfindlichkeit hatten zwei Forscher der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) 2014 eine Lösung gefunden, informiert die Empa. Sie versahen die Zellen mit einem Gerüst aus Oxiden und Kohlenstoff, das die Zellen besser vor Schäden durch Feuchtigkeit, Sauerstoff, Hitze, UV-Licht und mechanische Belastung schützt.

Die Abteilung Funktionspolymere der Empa will diesen Ansatz der EPFL-Forscher zur Marktreife bringen. Dafür arbeitet die Forschergruppe um Frank Nüesch mit dem Unternehmen Solaronix zusammen. Im Rahmen eines vom Bundesamt für Energie (BFE) geförderten Projekts haben die beiden Partner ein neuartiges Herstellungverfahren für Perowskit-Solarzellen entwickelt.

In diesem Verfahren werden die einzelnen Materialschichten im Schlitzdüsenverfahren auf eine Glasschicht aufgetragen. Meterlange Bahnen liessen sich so „künftig einfach und schnell“ beschichten, heisst es in der Mitteilung. Während bisher jede Schicht einzeln getrocknet werden müsse, könnten beim Schlitzdüsenverfahren alle Schichten direkt nacheinander aufgetragen werden. „Mit diesem neuen Verfahren können wir sieben Mal schneller ‚drucken' als mit der bisherigen Methode im Siebdruck“, wird Nüesch in der Mitteilung zitiert.

„Den finalen Touch erhält die Perowskit-Solarzelle durch das Aufbringen des Perowskit-Absorbers mittels Tintenstrahl-Druck im Coating Competence Center der Empa“, heisst es in der Mitteilung weiter. Ende dieses Jahres sollen die neuen Perowskit-Solarzellen auf dem Dach des NEST-Gebäudes auf dem Empa-Campus in Dübendorf in den Praxistest gehen. hs

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