Kann denn alles zum Solarpaneel werden?
„Die kurze Antwort lautet: Das ist möglich“, sagt Ahmad. „So gut wie jede Oberfläche kann mit Halbleitern bedeckt und zum Sammeln und Verwerten von Licht genutzt werden. Begonnen bei Zeitungen über Textilien bis hin zu Hauswänden und Autodächern.“ Für die Herstellung eines Solarpaneels werden zwei Dinge gebraucht: eine leitende Oberfläche und lichtsammelnde Materialien. Die meisten Photovoltaiktechnologien beruhen auf Silizium. Diese Technologie befindet sich seit den 1950er Jahren in der Entwicklung. Der Wirkungsgrad der Siliziumzellen konnte seitdem drastisch erhöht werden und die Kosten sind gesunken. Aus Silizium bestehende Solarpaneele sind jedoch unflexibel und erfordern hochreines Silizium sowie eine Verarbeitung bei hohen Temperaturen, sodass es bei vielen Objekten schwierig ist, sie damit zu bedecken. Die nächste Photovoltaikzellgeneration wird voraussichtlich auf einer Familie von Kristallen basieren, die als Perowskite bekannt sind. Diese winzigen Kristalle können in flexibles Material eingearbeitet werden, sodass, zumindest theoretisch, alles zum Solarpaneel werden könnte. Es gibt bereits zwei oder drei Unternehmen, die Perowskite im Tintenstrahldruckverfahren drucken, wie Ahmad berichtet. Solarzellen auf Perowskitbasis können mit künstlichem Licht arbeiten, wenn auch nicht so effektiv, und sie absorbieren Licht innerhalb eines breiten Bereichs des Spektrums. Es besteht die Hoffnung, dass die Sonnenenergienutzung in dem Maße, in dem der Wirkungsgrad dieser Zellen auf das Niveau der Siliziumtechnologie steigt, noch weiter zunehmen wird und nicht auf großflächige Paneele beschränkt bleibt. Während Photovoltaikzellen auf Siliziumbasis eine Dicke von 200 bis 300 Mikrometern aufweisen, müssen Perowskitzellen nur einen halben Mikrometer dick sein, um eine ähnliche Leistung zu erzielen. Im Rahmen des innerhalb der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen unterstützten und EU-finanzierten Projekts SMILIES verbesserten Ahmad und sein Team die Leistung von Perowskitsolarzellen unter Einsatz eines graphenähnlichen Trägermaterials. Im Zuge seines vom Europäischen Forschungsrat finanzierten Projekts MOLEMAT arbeiten Ahmad und sein Team an einer vollständigen Wertschöpfungskette für Perowskite, welche die Materialien bis hin zu den Bauelementen umfasst. Perowskitzellen werden dringend benötigt: Um unseren zukünftigen Energiebedarf zu decken, braucht die Welt 1 000 Mal mehr Photovoltaikenergie als von den heutigen Siliziumpaneele geliefert wird, so Ahmad. Sofern und sobald diese handlichen, flexiblen Solarsammler auf den Markt kommen, können Sie davon ausgehen, dass bald überall um Sie herum Sonnenenergie gesammelt werden wird – vielleicht sogar von der Zeitung, die Sie gerade lesen, oder mit der Kleidung, die Sie tragen. Hier erfahren Sie mehr über die Forschung von Shahzada Ahmad: Den Weg für die Kommerzialisierung von Perowskitsolarzellen ebnen.
Schlüsselbegriffe
SMILIES, Solar, Silizium, Perowskite, Photovoltaik, Paneele, absorbieren, Licht, ernten, verwerten