In der Branche der erneuerbaren Energien ist ein Durchbruch gelungen, der die Landschaft der Solarindustrie verändern könnte. Wissenschaftler der Nanjing-Universität haben gemeinsam mit Ingenieuren des Unternehmens RenShine vollformatige Perowskit-Solarmodule entwickelt und erfolgreich getestet. Laut Berichten hat die neue Technologie nicht nur Rekordwerte unter Laborbedingungen erzielt, sondern auch ihre Überlegenheit gegenüber herkömmlichen Siliziummodulen unter realen Betriebsbedingungen auf einer funktionierenden Solaranlage bewiesen.

Vom Labor zur industriellen Maßstäbe

Die größte Herausforderung bei der Entwicklung von Perowskit-Elementen in den letzten Jahren war die Skalierung. Wissenschaftler stießen oft auf einen Effizienzverlust beim Übergang von winzigen Laborproben zu großen Modulen. Das Team aus Nanjing hat jedoch diese Hürde überwunden, indem es ein Modul mit einer Fläche von 0,72 Quadratmetern entwickelte – eine Größe, die den Standardmaßen industrieller Module entspricht.

Unter Standardbedingungen lieferte das neue Modul stabil eine Leistung von 158,4 Watt und erzielte eine zertifizierte Effizienz von 22 % über seine gesamte Fläche. Dies ist ein absoluter Rekord für Perowskit-Module in Meter-Größe und stellt sie auf eine Ebene mit fortschrittlichen Silizium-Äquivalenten, wobei sie in einigen Parametern sogar darüber liegen.

Vorteil bei heißem Wetter

Besonders beeindruckend waren die Ergebnisse der Feldtests. Im Zeitraum von März bis Mai zeigten die Perowskit-Module im Vergleich zu ihren Silizium-Pendants ein stabiles Wachstum der Stromerzeugung. Im März betrug der Vorteil 3,42 %, im April 3,79 % und im Mai erreichte die Differenz 5,81 % pro installierter Leistungseinheit.

Dieser Trend bestätigt den wichtigsten physikalischen Vorteil von Perowskiten: Ihre Effizienz sinkt langsamer bei steigenden Temperaturen. Während Siliziummodule bei Hitze an Leistung verlieren, behalten Perowskit-Module eine hohe Leistungsfähigkeit, was sie zur idealen Lösung für Regionen mit warmem Klima macht.

Innovative Chemie und Langlebigkeit

Um diese Ergebnisse zu erzielen, schlugen die chinesischen Forscher einen alternativen chemischen Prozess vor, der auf einer Mischung aus drei Lösungsmitteln basiert. Dank einer kontrollierten Trocknung der Schicht in einer Vakuumkammer bildet sich an der Oberfläche eine Schutzschicht aus Formamidiniumiodid, die zusätzlich mit Bleicarboxylat-Salzen behandelt wird.

Diese Methode sorgt für eine gleichmäßige Verteilung der Beschichtung über das gesamte Modul und füllt Defekte auf atomarer Ebene, was für die Vermeidung von Degradation entscheidend ist. Haltbarkeitstests zeigten einen dramatischen Unterschied: Module, die mit traditionellem Ammonium behandelt wurden, verloren innerhalb von 1300 Stunden 39 % ihrer Leistung, während die neuen Module mit Bleicarboxylat-Behandlung 98 % ihrer Leistung beibehielten.