KIT will neuartige flüssig-applizierte keramische Solarzellen entwickeln

Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) hat das auf sechs Jahre angelegte Projekt „Neuartige flüssig-applizierte keramische Solarzellen“ (Kerasolar) gestartet. Es wird mit 4,5 Millionen Euro von der Carl-Zeiss-Stiftung gefördert und soll zur Entwicklung eines völlig neuem Materialkonzepts für Solarzellen führen, wie es zum Auftakt vom KIT hieß. Die Forscher wollen Photovoltaik mit keramischen Funktionsmaterialien verbinden, um auf diese Weise die Vorteile verschiedener Solarzellentechnologien zu bündeln. Dazu zählten die Druckbarkeit organischer Solarzellen, die Langzeitstabilität kristalliner Solarzellen sowie die Ferroelektrizität des Bleihalogenid-Perowskits.

Die neuen Funktionsmaterialien werden aus Keramikwerkstoffen hergestellt, die eine außerordentlich gute Robustheit und Langzeitbeständigkeit versprechen, wie es vom KIT weiter hieß. Um sie in Kombination mit Solarzellentechnologien für die Photovoltaik-Erzeugung zu nutzen, müssten verschiedene Voraussetzungen erfüllt sein. So sollten sie beliebig formbar und integrierbar sein. Ihre Produktion sollte möglichst wenig Energie verbrauchen und die Herstellungsprozesse ohne giftige Substanzen und dafür mit reichlich verfügbaren Rohstoffen auskommen. Doch genau dabei sieht das KIT die Vorteile keramischer Funktionsmaterialien. Diese bieten nahezu unendliche Möglichkeiten, Elemente und Verbindungen miteinander zu kombinieren und so maßgeschneiderte Materialeigenschaften zu erzielen, wie die Forscher schreiben.

Das Projekt wird am Materialwissenschaftlichen Zentrum für Energiesysteme (MZE) des KIT angesiedelt sein und von Alexander Colsmann und Michael Hoffmann koordiniert. Etwa die Hälfte der 16 am Institut angesiedelten Arbeitsgruppen aus unterschiedlichen wissenschaftlichen Disziplinen würden an der Entwicklung mitwirken. Sie bringen dabei ihre Expertise aus der Elektrotechnik, den Materialwissenschaften, der Physik und der Chemie ein, um experimentelle Herangehensweisen mit theoretischen Überlegungen zu verknüpfen. Mit einer speziell für das Projektteam von „Kerasolar“ eingerichtete experimentelle Plattform soll die Solarzellenforschung des KIT langfristig durch die Ergebnisse des Projekts geprägt werden.