KIT färbt Perowskit-Solarzellen in der Optik verschiedener Baumaterialien

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Neben Kosten und Wirkungsgrad ist die Ästhetik ein entscheidender Faktor für den Einsatz gebäudeintegrierter Photovoltaik-Module (BIPV). Ein guter Grund für ein Forscherteam des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT), eine für Silizium-Module entwickelte Tintenstrahldruck-Methode einzusetzen, um Perowskit-Solarzellen einzufärben. Damit soll es perspektivisch möglich sein, Perowskit-Module herzustellen, die optisch verschiedenen Baumaterialien ähneln. Bei diesem Projekt hat das KIT mit dem BIPV-Hersteller Sunovation zusammengearbeitet.

Das Verfahren ist kostengünstig und auch für größere Flächen geeignet, so die Forscher. Und es habe noch einen weiteren Vorteil: „Bisher war bei der Herstellung von farbigen Perowskit-Solarzellen der farbliche Eindruck der Solarzelle für den Betrachter stark vom Winkel des einfallenden Lichts abhängig“, erklärt Projektkoordinator Helge Eggers vom Institut für Mikrostrukturtechnik (IMT) des KIT. „Bei unserer Methode ist die verwendete Farbe dagegen fast gar nicht vom Einfallwinkel des Sonnenlichts abhängig, sondern sieht immer gleich aus.“

In einer groß angelegten Experimentreihe konnten die Forschenden belegen, dass das Druckverfahren auch bei Perowskit-Solarmodulen effizient anwendbar ist. Die lebhaft in den Basisfarben Cyan, Magenta und Gelb kolorierten Solarzellen zeigten bis zu 60 Prozent der ursprünglichen Effizienz beim Umwandeln von Solarenergie in Strom.

Die Tintenstrahldrucktechnik erlaubt es, diese Farben zu mischen. Damit ist nicht nur ein weites Farbspektrum möglich, sondern auch der Druck komplexer Farbmuster. Die KIT-Forscher nutzten dies, um Solarmodule in der Optik verschiedener Baumaterialien herzustellen. Besonders effizient zeigten sich Perowskit-Solarmodule in weißer Marmoroptik. Hier konnte das Team Wirkungsgrade von bis zu 14 Prozent erreichen.

„Das Ziel von gebäudeintegrierter Photovoltaik ist es, photovoltaische System nicht auf Dächer oder Fassaden zu montieren, sondern diese durch Module zu ersetzen und damit zusätzliche Kosten zu vermeiden“, sagt Eggers. „Für in gebäudeintegrierte Photovoltaik gilt: Eine integrierte Solarzelle mit geringer Effizienz ist besser als eine Wand, die gar keinen Strom liefert. Ein Wirkungsgrad von 14 Prozent ist da enorm.“

Das Forscherteam hat einen detaillierten Projektbericht veröffentlicht, der hier abrufbar ist.

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