Sind Perowskit-Solarzellen vor dem Durchbruch?
Die Welt der Solarenergie steht vor einer radikalen Veränderung. Perowskit-Solarzellen, die bis vor kurzem noch in den Anfängen der Forschung steckten, haben nun einen Wirkungsgrad von über 30% erreicht. Sie sind kostengünstig, einfach zu produzieren und könnten Siliziumzellen, die derzeit einen Marktanteil von 95% haben, bald von ihrem Thron stürzen. Die Frage, die wir uns stellen müssen, lautet nicht mehr, ob Perowskit-Solarzellen sich durchsetzen werden, sondern wann dies geschehen wird. Der folgende Artikel gibt Ihnen einen Einblick in die Welt der Perowskit-Solarzellen und beleuchtet, warum diese Technologie das Potenzial hat, die Solarenergiebranche zu revolutionieren.
- Batterieanspannung: 12V/24V, Auto & Ladestrom: 30A & Discharge.USB Output: 5V/2A.【30A Controller:12V Batterie maximal 360W Eingang,24V Batterie maximal 720W Eingang】
- Einstellbare Lade-/Entladeparameter, einstellbare Betriebsarten der Lasten, Load Timer Setzen ON/Off Hours【Vermeiden Sie Erkennungsfehler des Controllers: Der Akku muss zuerst angeschlossen werden ！！！！ dann das Solarpanel anschließen !!!】
Was sind Perowskit-Solarzellen?
Perowskit bezieht sich auf eine spezielle Kristallstruktur, die in verschiedenen Materialien gefunden werden kann und die Namen gebenden Perowskit-Mineralien enthalten. Der Vorteil dieser Struktur ist, dass sie verschiedene Eigenschaften in Bezug auf Langlebigkeit, Haltbarkeit und Effizienz bietet, abhängig von den verwendeten Substanzen. Die Elementarzellen dieser Kristallstruktur bilden durch wiederholte Translation in alle drei Raumrichtungen ein Gitter. Dies macht Perowskit-Solarzellen besonders effizient bei der Lichtabsorption und Umwandlung in elektrische Energie.
Die rasante Entwicklung der Perowskit-Solarzellen
Perowskit-Solarzellen sind eine verhältnismäßig neue Erfindung. Die Forschung an dieser Technologie begann erst 2009, doch seitdem hat sie enorme Fortschritte gemacht. Der Wirkungsgrad von Perowskit-Solarzellen ist in nur etwa zehn Jahren von 2% auf beeindruckende 25% gestiegen. Es wird geschätzt, dass Perowskit-Solarzellen in Zukunft sogar Wirkungsgrade zwischen 30 und 50% erreichen könnten.
Herausforderung: Haltbarkeit der Perowskit-Solarzellen
Einer der Hauptkritikpunkte an Perowskit-Solarzellen war bisher ihre Haltbarkeit. Insbesondere die effizientesten Perowskit-Materialien verlieren ihre Effizienz nach nur wenigen hundert bis tausend Stunden Sonneneinstrahlung. Jedoch haben jüngste Fortschritte in der Forschung gezeigt, dass dieses Problem überwunden werden könnte. Forscher haben Methoden entwickelt, um die Haltbarkeit der Perowskit-Strukturen zu verbessern, und neue, vielversprechende Perowskit-Materialien werden kontinuierlich entdeckt und getestet.
Revolutionäre Herstellungsmethoden
Aber nicht nur bei der Leistung und Haltbarkeit der Zellen sind Durchbrüche gelungen, auch bei den Herstellungsmethoden gibt es bemerkenswerte Entwicklungen. Traditionell werden Perowskit-Solarzellen durch einen Nasschemie-Ansatz hergestellt, der zwar kostengünstig ist, aber auch einige Nachteile mit sich bringt. Doch nun hat ein Forscherteam eine innovative Methode namens Spark-Plasma-Sintering entwickelt. Dieser Ansatz nutzt Rohmaterialien in Pulverform, die mit Strom und Druck auf einen Film aufgeschweißt werden. Das Resultat ist ein fast 100% effizienter Prozess, der kostengünstiger, schneller und skalierbarer ist als herkömmliche Methoden.
Marktreife und Ausblick
Wie steht es um die Marktreife von Perowskit-Solarzellen? Dies ist eine Frage, die viele in der Branche und darüber hinaus beschäftigt. Der scheinbare Durchbruch in der Technologie verspricht viel, doch wann können wir diese Super-Solarzellen auf unseren Dächern erwarten?
Oxford PV, ein führender Entwickler dieser Technologie, prognostiziert eine Markteinführung noch in diesem Jahr. Mit Produktionsstandorten in Deutschland scheint Oxford PV bereit, Perowskit-Solarzellen für den Massenmarkt zu liefern. Dabei setzen sie auf ein Tandemsystem von Perowskit und Silizium, welches eine hohe Wirtschaftlichkeit verspricht.
Ein weiterer spannender Akteur ist Voltec Solar aus Frankreich, die derzeit an einer 5GW-Produktionsanlage für Tandem Perowskit-Solarzellen arbeiten. Ihre Pilotanlage soll ebenfalls bis Ende 2023 fertiggestellt sein, mit dem Ziel, bis 2030 die Gigafabrik in Betrieb zu nehmen. Auch der koreanische Solarzellenproduzent Q-Cells plant den Standort Thalheim in Deutschland für die Produktion von Perowskit-Solarzellen.
Was werden Perowskit-Solarzellen kosten?
Es ist schwierig, genaue Kostenprognosen für Perowskit-Solarzellen zu treffen, da die Technologie noch in der Entwicklung und noch nicht vollständig kommerzialisiert ist. Darüber hinaus hängen die Kosten für Solarzellen von einer Vielzahl von Faktoren ab, darunter Materialkosten, Produktionskosten, Installationskosten und mehr. Allerdings ist eine der Attraktionen der Perowskit-Solarzellen ihre potenziell niedrigeren Herstellungskosten im Vergleich zu herkömmlichen Silizium-Solarzellen.
Perowskit-Materialien können bei Raumtemperatur verarbeitet werden, was den Energiebedarf und damit die Produktionskosten im Vergleich zur herkömmlichen Siliziumverarbeitung, die hohe Temperaturen erfordert, deutlich reduziert. Darüber hinaus erlauben sie den Einsatz von kostengünstigeren und skalierbaren Herstellungsverfahren wie dem Rolle-zu-Rolle-Druck oder Spin-Coating.
Trotz dieser potenziellen Kostenvorteile müssen aber noch andere wichtige Aspekte, wie die Langlebigkeit und Stabilität von Perowskit-Solarzellen, weiter verbessert werden, um eine rentable und nachhaltige kommerzielle Nutzung zu gewährleisten.
Es wird erwartet, dass Perowskit-Solarzellen mit zunehmender Skalierung der Produktion und Verbesserung der Technologie kostengünstiger werden. Allerdings sind bis dahin noch weitere Forschungen und Entwicklungen erforderlich. Es bleibt also abzuwarten, wie sich die Kosten für Perowskit-Solarzellen letztlich im Vergleich zu anderen Solarzelltechnologien positionieren werden.
Fazit: Perowskit-Solarzellen – die Zukunft der Photovoltaik?
Trotz der noch bestehenden Herausforderungen deuten die jüngsten Entwicklungen darauf hin, dass die Perowskit-Technologie ein vielversprechendes Potenzial für die Zukunft der Solarenergie hat. Die Haltbarkeit, die bisher ein großes Hindernis darstellte, wird durch innovative Ansätze wie die von der North Carolina State University und der NTU Singapur angegangen. Gleichzeitig ermöglichen Fortschritte in der Herstellungstechnik, wie die Entdeckung des Spark-Plasma-Cintering-Verfahrens, eine effizientere und kostengünstigere Produktion.
Doch bedeutet das, dass wir uns gedulden und auf die Marktreife dieser Technologie warten sollten, bevor wir in Solar investieren? Die Antwort darauf ist ein klares Nein. Die heutige Siliziumtechnologie ist wirtschaftlich sinnvoll, hat sich bewährt, ist langlebig und liefert garantiert eine Rendite. Es besteht also kein Grund, nicht schon jetzt in Solarenergie zu investieren. Der Übergang zu Perowskit könnte dennoch eine revolutionäre Veränderung für die Photovoltaik und für unsere Energiewende bedeuten. Die Zukunft sieht sonnig aus.
FAQ
Wann kommen Perowskit Module?
Die Einführung von Perowskit-Modulen auf dem Markt wird sehnsüchtig erwartet. Aktuell arbeiten Unternehmen wie Oxford PV und CubicPV intensiv an der Entwicklung und Optimierung von Perowskit-Solarzellen. Laut Berichten hat das US-Unternehmen CubicPV, das von Milliardär Bill Gates unterstützt wird, Solarzellen aus Silizium und Perowskit mit einem Wirkungsgrad von 30 Prozent entwickelt1. Es gibt jedoch noch Herausforderungen in Bezug auf die Stabilität und Haltbarkeit dieser Zellen, die vor einer breiten Markteinführung gelöst werden müssen1.
Wer produziert Perowskit Solarzellen?
Es gibt mehrere Unternehmen, die in der Produktion von Perowskit Solarzellen tätig sind. Oxford PV zum Beispiel, ein Unternehmen mit Sitz in Brandenburg, hat kürzlich einen neuen Wirkungsgrad-Rekord für seine Perowskit-Tandem-Solarzellen gemeldet, der bei 28,6 Prozent liegt. Ein weiteres Unternehmen, CubicPV, das von der Breakthrough Energy Ventures von Bill Gates unterstützt wird, entwickelt ebenfalls Tandem-Solarzellen aus Silizium und Perowskit1.
Wo gibt es Perowskit?
Perowskit, ein Mineral, das in Perowskit-Solarzellen verwendet wird, kann an verschiedenen Orten auf der Welt gefunden werden. Dazu gehören unter anderem die Halbinsel Kola in Russland, die Eifel und der Kaiserstuhl in Deutschland, Zermatt in der Schweiz und das Val di Susa und Val Malenco in Italien3.
Was sind Perowskit Zellen?
Perowskit-Zellen sind eine Art von Solarzellen, die aus dem Mineral Perowskit hergestellt werden. Sie werden in der Regel zu sogenannten Tandemzellen zusammengesetzt, die aus mindestens zwei Teilzellen mit unterschiedlichen Absorptionsbereichen bestehen. Dies bedeutet, dass sie entweder kurz- oder langwelliges Licht effektiver „verarbeiten“ können4.
Woher kommt Perowskit?
Perowskit ist ein natürlich vorkommendes Mineral, das an verschiedenen Orten auf der Welt gefunden werden kann, darunter Russland, Deutschland, die Schweiz und Italien.
Wann kommen die neuen Solarzellen?
Die genaue Einführung neuer Perowskit-Solarzellen auf dem Markt ist noch unklar, da noch Herausforderungen in Bezug auf ihre Stabilität und Haltbarkeit bestehen. Trotzdem sind die Fortschritte in der Entwicklung dieser Solarzellen vielversprechend. Unternehmen wie CubicPV und Oxford PV arbeiten intensiv an der Entwicklung und Optimierung von Perowskit-Solarzellen und haben bereits beeindruckende Wirkungsgrade erzielt.
