EPFL testet Perowskite-Solarzellen unter realistischen Bedingungen im Labor

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Perowskite gelten als eine der vielversprechendsten Photovoltaik-Materialien, wenn es um die weitere Steigerung der Wirkungsgrade und Senkung der Kosten geht. Seit rund zehn Jahre befassen sich Forscher weltweit intensiv mit deren Entwicklung. Eine der offenen Fragen ist die nach dem Verhalten von Perowkit-Solarzellen unter realen Wetterbedingungen. Die Forscher am Schweizer Institut EPFL haben nun umfangreiche Tests gemacht, deren Ergebnisse sie in „Nature Energy“ veröffentlicht haben.

Der EPFL-Wissenschaftler Wolfgang Tress hat in Zusammenarbeit mit Kollegen am Labor von Michael Grätzel die realen Bedingungen in die kontrollierte Umgebung des Labors geholt. Dabei geht es vor allem um die Tag-Nacht- und jahrzeitlichen Schwankungen, die extra im Labor simuliert worden, um die Performance der Perowskite-Solarzellen möglichst unter realistischen Annahmen zu testen. Somit sei das für Outdoor-Tests notwendige Verkapseln der Zellen vermieden worden. Für die Tests seien die Wetterdaten aus Lausanne produziert worden. Damit seien die Energieerträge der Perowskite-Anwendungen unter realen Bedingungen quantifiziert worden. „Das ist es, was letztlich für die reale Anwendung von Solarzellen zählt“, sagt Tress.

Die Ergebnisse zeigten dabei, dass Temperatur- und Bestrahlungsschwankungen die Leistung von Perowskite-Solarzellen nicht dramatisch beeinflussen, wie die Forscher rausfanden. Der Wirkungsgrad der Zellen nehme dabei im Laufe eines Tages leicht ab, erhole er sich nachts. Angesichts der Erkenntnisse glaubt Tress: „Die Studie ist ein weiterer Schritt zur Beurteilung der Leistung und Zuverlässigkeit von Perowskite-Solarzellen unter realen Betriebsbedingungen.“

Dem pflichtet Jeff Kettle von der Bangor University, Wales, im gleichen Fachmagazin in einem Kommentar bei. Er mahnt darin jedoch auch Outdoor-Tests an großen Zellen an. Die meisten Forschungsergebnisse bezögen sich heute auf kleine Zellen in der Größenordnung von 0,2 Quadratzentimeter, einschließlich der jetzt vorgestellten Ergebnisse.

Die in diesem Artikel nachgewiesene Zuverlässigkeit darf jedoch nicht verwechselt werden mit der Zuverlässigkeit über einen langen Zeitraum, die zum Beispiel mit Klimakammertests geprüft wird. Wie eine Lebensdauer von 20 oder mehr Jahren erreicht und nachgewiesen werden kann, ist Thema anderer Forschungen. Auch in dieem bereich gibt es inzwischen deutliche Fortschritte, wie zum Beispiel ein Überblicksartikel im Journal of Materials Chemistry A zeigt.