Nach einem wissenschaftlichen Durchbruch könnten billigere Solarmodule auf dem Weg sein.
Die Verwendung von verbessertem Halogenid-Perowskit – einem künstlichen Material mit sich wiederholenden würfelförmigen Kristallen – anstelle von Silizium könnte laut Forschern unter der Leitung der University of California, Los Angeles (UCLA) zu kostengünstigeren Geräten führen, die Licht und Hitze besser standhalten. .
Solarenergie macht immer noch etwas weniger als 3 % des in den USA erzeugten Stroms aus, was zum großen Teil auf die hohen Produktionskosten für Solarzellen zurückzuführen ist.
Eine Möglichkeit, die Produktionskosten zu senken, wäre die Entwicklung von Solarzellen, die weniger teure Materialien verwenden als die heutigen Modelle auf Siliziumbasis, behaupten die Forscher. Um dies zu erreichen, haben sich einige Ingenieure auf Halogenid-Perowskit konzentriert, eine Art von Menschen hergestelltes Material mit sich wiederholenden Kristallen, die wie Würfel geformt sind.
Theoretisch könnten Solarzellen auf Perowskit-Basis aus Rohstoffen hergestellt werden, die weniger kosten und leichter verfügbar sind als Silizium; Sie könnten auch mit weniger Energie und einem einfacheren Herstellungsprozess hergestellt werden.
Die Kosten sind ein Haupthindernis für eine breitere Einführung der Kernenergie
(Yang Lab/UCLA)
„Erneuerbare Energien sind von entscheidender Bedeutung“, sagte UCLA-Professor Yang Yang. „Perowskit wird das Spiel verändern, weil es in Massenproduktion hergestellt werden kann, wie es Silizium nicht kann, und wir haben einen Zusatzstoff identifiziert, der das Material besser machen wird.“
Ein Stolperstein war, dass Perowskit unter Licht- und Wärmeeinwirkung zerfällt – besonders problematisch für Geräte, die Energie aus der Sonne erzeugen sollen.
Aber das UCLA-Team hat eine Möglichkeit entwickelt, Perowskit in Solarzellen zu verwenden und ihn gleichzeitig vor den Bedingungen zu schützen, die zu seiner Verschlechterung führen. In einer kürzlich in Nature Materials veröffentlichten Studie fügten die Wissenschaftler kleine Mengen von Ionen – elektrisch geladenen Atomen – eines Metalls namens Neodym direkt zu Perowskit hinzu.
Sie fanden nicht nur heraus, dass der erweiterte Perowskit viel haltbarer war, wenn er Licht und Hitze ausgesetzt wurde, sondern dass er Licht auch effizienter in Strom umwandelte.
„Die Ionen neigen dazu, sich wie Autos auf der Autobahn durch den Perowskit zu bewegen, und das führt dazu, dass das Material zerfällt“, sagte Zhao. „Mit Neodym haben wir eine Straßensperre identifiziert, um den Verkehr zu verlangsamen und das Material zu schützen.“