PertPV, Hochschule für Life Sciences FHNW

Solarzellen basierend auf einem Perowskit-Absorbermaterial werden aktuell als vielsprechende Photovoltaik-Technologie diskutiert und erforscht. Perowskit Photovoltaik basiert auf günstigen Materialien, welche mit schnellen und bei niedrigen Temperaturen ablaufenden Druck-Prozessen in Solarzellen und –module verarbeitet werden können. Durch die einfache Verarbeitung und den geringen Materialaufwand können Perowskit-Solarzellen äusserst kosteneffizient hergestellt werden.

Zudem ist die Perowskit Technologie vielversprechend im Hinblick auf durchschnittliche Stromproduktionskosten und kann sogar mit etablierten PV-Technologien mithalten und diese sogar unterbieten. Ein hoher Wirkungsgrad (> 22 %) und Stabilität (> 1000 Stunden bei 80 ˚C unter Standard-Sonneneinstrahlung) wurden bereits erreicht, jedoch nur auf Labor-Skala (< 1 cm²).

Besonders wird das Material auch als Anwendung in einer sogenannten «Tandem»-Solarzelle erforscht. Hierbei wird die Perowskit-Dünnschicht zusätzlich und ohne signifikante Kostensteigerung auf eine Silizium-basierte Solarzelle gegeben, was die Effizienz der Gesamtzelle erheblich steigert. Diese Tandemtechnologie wird vermutlich den Markteintritt der Perowskit-Solarzellen darstellen. Allerdings ist die Herstellung und das Modulformat auf Silizium-Wafer (d.h. rigide Glasplatten) eingeschränkt und hohe Produktionsvolumen bspw. durch Rolle-zu-Rolle Beschichtung von PET-Filmen für flexible, druckbare Solarzellen sind mit einem Silizium-Tandemansatz nicht umsetzbar.

PERTPV zielt darauf ab, die Perowskit-basierte Solarzelltechnologie auf die nächste Stufe zu bringen. Hierbei wird nicht nur die Leistung der Zellen (Effizienz und Stabilität) optimiert, sondern auch die Anwendbarkeit der Herstellungsprozesse für hohe Produktionsvolumen und der Umwelteinfluss der Perowskit-Solarzellen erforscht.

Unser Konsortium besteht aus führenden akademischen Gruppen in der Solarzellforschung als auch aus Forschungsfirmen und drei kommerziellen Partnern, die an komplementären Stufen der Wertschöpfungskette (Technologietreiber, Materialanbieter und Ausrüster) platziert sind. Als Ziel des Projekts sind unter anderem eine reine Perowskit-Tandemsolarzelle mit über 30 % Effizienz oder der Herstellungsprozess einer zertifizierten, stabilen Modultechnologie definiert. Darüber hinaus wird im Rahmen des Projekts auch eine komplette Umweltbilanz inklusive extensiver Recyclingprogramme durchgeführt, um einen Masseneinsatz der Perowskit-PV auch im Hinblick auf mögliche Umweltkonsequenzen proaktiv anzugehen.

Die FHNW ist hierbei Hauptverantwortliche für das Arbeitspaket «Umwelt, Gesundheit, Sicherheit und End-Of-Life-Recycling».

Webseite des EU-Projekts