Durchbruch bei Perowskit-Solarzellen? Baden-Württemberg investiert

Ein neues Forschungscluster will zeigen, wie Perowskite die Photovoltaik verändern können – die „Schlüsseltechnologie für die Energiewende“ soll es vom Labor hin zur Marktreife schaffen.

Baden-Württemberg bündelt seine Forschungskompetenz im Bereich innovativer Solarzellen: Drei Einrichtungen des Landes haben das „Perowskit-Kompetenzcluster Baden-Württemberg“ gegründet. Ziel des Zusammenschlusses ist es, die Entwicklung von Perowskit-Solarzellen voranzutreiben und die Technologie schneller aus dem Labor in die industrielle Anwendung zu überführen.

Unterstützt wird das Vorhaben sowohl vom Bund als auch vom Land: Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE) fördert das Projekt mit einer Million Euro, das Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Tourismus Baden-Württemberg steuert 418.000 Euro bei.

Zusammenarbeit soll Tempo beschleunigen

Im Cluster arbeiten das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW), das Lichttechnische Institut am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und das Institut für Photovoltaik (IPV) der Universität Stuttgart eng zusammen. Das Forschungsvorhaben ist zunächst auf zwei Jahre veranschlagt.

Der Schwerpunkt des Forschungs-Clusters sind „die Skalierung und Weiterentwicklung von Herstellungsprozessen für Perowskit-Solarzellen, der Aufbau einer Pilotlinie sowie der Technologietransfer in die Industrie“.

Die wissenschaftliche Leitung der Kooperation übernehmen drei renommierte PV-Forscher: Prof. Dr. Michael Powalla, Experte für Dünnschichttechnologien am ZSW, Prof. Dr. Michael Saliba von der Universität Stuttgart, spezialisiert auf flexible und kostengünstige Technologien, sowie Prof. Dr. Ulrich Paetzold vom KIT, der an optischen Konzepten für Perowskit-basierte Tandemzellen arbeitet.

Perowskit: Schlüsseltechnologie für die Energiewende?

Perowskit-Solarzellen gelten als eine der vielversprechendsten Weiterentwicklungen im Bereich der Photovoltaik – das Potenzial dieser Klasse von Materialien ist bereits seit über 15 Jahren bekannt, seitdem arbeiten Forschungsgruppen weltweit an einer Effizienzsteigerung sowie an Einsatzmöglichkeiten für den Massenmarkt. Sie könnten einen wichtigen Beitrag leisten, um den wachsenden Strombedarf in den Bereichen Elektromobilität, Industrie oder Wärmeversorgung zu decken. Die Technologie nutzt sogenannte Dünnschichtverfahren, die ohne klassische Siliziumwafer auskommen – dadurch lassen sich laut Experten Kosten senken und Abhängigkeiten von globalen Lieferketten verringern.

Saliba betont in der offiziellen Meldung der Universität Stuttgart: „Perowskite eröffnen uns eine völlig neue Materialklasse, die Effizienz, Nachhaltigkeit und Herstellungsflexibilität in einzigartiger Weise vereint. Gerade im Verbund können wir die entscheidenden Schritte gehen, um diese Technologie aus dem Labor in eine widerstandsfähige industrielle Anwendung zu überführen.”

Vom Labor in die Industrie

Offizielles Ziel des Projekts ist es, „gemeinsam mit baden-württembergischen Maschinenbauern, Sensor- und Substratherstellern sowie Materiallieferanten (…) industrielle Verfahren zu entwickeln.“ Das Kompetenzcluster will also bewusst den Übergang von der Grundlagenforschung zur industriellen Umsetzung beschleunigen. Dazu sollen im Rahmen des Projekts auch Produktionsprozesse im Pilotmaßstab aufgebaut und erprobt werden.

Prof. Dr. Powalla setzt hier auf „starke Partner entlang der gesamten Wertschöpfungskette“ und will damit die „Basis für eine wettbewerbsfähige und resiliente PV-Industrie“ schaffen.