Ziegel für Ziegel die Zukunft der Solarenergie aufbauen
Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts LUMINOSITY(öffnet in neuem Fenster) wurde kürzlich ein echter Meilenstein in der Technologie der erneuerbaren Energien erreicht. Die von der Niederländischen Organisation für Angewandte Naturwissenschaftliche Forschung (TNO) koordinierte Initiative hat einen Erfolg vorzuweisen: den wahrscheinlich weltweit ersten elektrisch funktionierenden flexiblen Perowskit-Solardachziegel. Diese Innovation stellt einen bedeutenden Fortschritt im Bereich der gebäudeintegrierten Photovoltaik dar. Sie weist den Weg zur Erzeugung von nachhaltigem Strom, ohne dass die architektonische Ästhetik beeinträchtigt wird oder zusätzliche Flächen beansprucht werden.
Effizienz, auch auf gebogenen Flächen
Bei traditionellen Solarpaneelen stoßen Vorhaben oft an ihre Grenzen, was ihre Platzierung und visuelle Integration angeht, was insbesondere in städtischen Umgebungen und an historischen Stätten gilt. Das Team des Projekts LUMINOSITY befasst sich mit diesen Herausforderungen und entwickelt leichte, flexible Perowskit-Solarmodule, die an gekrümmte Oberflächen anpassbar sind. Die Forschungsgruppe der TNO hat mit Erfolg ein flexibles Perowskit-Solarmodul auf einem gebogenen Verbunddachziegel angebracht und damit eine Energieeffizienz von 12,4 % erreicht. Bemerkenswert ist, dass die einzelnen flexiblen Module vor der Integration Wirkungsgrade von bis zu 13,8 % aufwiesen, was beweist, dass der zur Anpassung des Moduls an die Ziegelform erforderliche Biegeprozess nur minimal Einfluss auf die Leistungseigenschaften nimmt. Damit ist die Realisierbarkeit der flexiblen Perowskit-Technologie für reale Anwendungen bestätigt. „Soweit ich weiß, ist es das weltweit erste elektrisch funktionierende Solardachziegelkonzept, das auf flexiblen Perowskit-Solarzellen beruht“, kommentiert Ilker Dogan, leitender Wissenschaftler bei TNO Solar, in einer aktuellen Pressemitteilung(öffnet in neuem Fenster). Der Projekterfolg geht über die reine Funktionalität hinaus und ist ein Beweis für die industrielle Anwendungsreife. Die verwendeten Werkstoffe und Produktionsverfahren sind vollständig kompatibel mit der großtechnischen Rolle-zu-Rolle-Fertigung (R2R) unter industriellen Standardbedingungen. Diese Tatsache passt perfekt zum Kernziel von LUMINOSITY, Europas Position in der Solarzellenherstellung der nächsten Generation zu stärken, indem die Effizienzlücke zwischen der kleinmaßstäblichen Verarbeitung im Labor und der großmaßstäblichen R2R-Produktion geschlossen wird. Die Entwicklung stellt einen vollständigen Innovationspfad dar, der von Labortestzellen über 10 x 10 cm große flexible Module bis hin zu einem voll integrierten Solardachziegel führt. Einer der wichtigsten Leistungsindikatoren für die Arbeit von LUMINOSITY war die großflächige, gleichmäßige Abscheidung von Perowskit-Solarzellen mittels R2R-Verfahren. Das Projektteam hat demonstriert, dass selbst bei einer Maßstabserweiterung um den Faktor 1 000 von einer Zelle im Labormaßstab (ca. 20 mm) auf ein Modulsystem (bis zu 400 cm) nur minimale Wirkungsgradverluste zu verzeichnen sind. Zudem beweist der Einsatz von R2R-kompatiblen flexiblen Substraten, Werkstoffen und Lösungsmitteln, dass effiziente Perowskit-Zellen mittels skalierbarer Methoden gefertigt werden können. Roland Valckenborg, Senior-Projektmanager bei TNO Solar, erklärt dazu: „Mit dieser Technologie kann auf Dächern und Infrastrukturen nachhaltiger Strom erzeugt werden, ohne die architektonische Schönheit oder Funktion zu beeinträchtigen.“
Gemeinschaften und Spin-off-Unternehmen
Mit Blick in die Zukunft wird sich das Team von LUMINOSITY darauf konzentrieren, Lebensdauer, Zuverlässigkeit und Skalierbarkeit dieser flexiblen Module zu optimieren, um den Markteinsatz vorzubereiten. Um den Übergang zur Kommerzialisierung zu beschleunigen, gegründete die TNO kürzlich das Spin-off-Unternehmen Perovion Technologies. Im Zuge von LUMINOSITY (Large area uniform industry compatible perovskite solar cell technology) wird über die unlängst gestartete Zenodo-Gemeinschaft(öffnet in neuem Fenster) außerdem ein offener und langfristiger Zugang zur projekteigenen wachsenden Sammlung wissenschaftlicher Veröffentlichungen, öffentlicher Beiträge, Präsentationen und weiterer Ressourcen geschaffen. Weitere Informationen: LUMINOSITY-Projektwebsite(öffnet in neuem Fenster)
