Â鶹¹ÙÍø

Sonnenenergie gilt als unerschöpfliche Energiequelle - aber ist es wirklich so einfach? Wo liegen die Herausforderungen und Chancen?

Die Preise für Solartechnik und Solarstrom sind in den letzten Jahren immer weiter gesunken. Damit ist die Sonnenenergie mittlerweile eine der günstigsten Energieformen. Deshalb soll die bundesweite Photovoltaik-Leistung bis 2030 mehr als verdoppelt werden.
An der Leibniz ±«²Ô¾±±¹±ð°ù²õ¾±³Ùä³Ù Hannover wird an den Solarzellen der Zukunft geforscht. In einer Solarzelle werden durch das einfallende Sonnenlicht Elektronen in Bewegung gesetzt und dadurch Strom erzeugt. Bisher bestehen die meisten Solarzellen aus Silizium, die den blauen Anteil des Sonnenlichts nicht besonders effizient nutzen. Es wird an neuen Materialien mit einer Perowskit-Kristallstruktur geforscht, die das besser können. Die Kombination von Perowskit und Silizium kann Solarzellen also viel effizienter machen.
Außerdem untersucht die Leibniz ±«²Ô¾±±¹±ð°ù²õ¾±³Ùä³Ù, wie man mit der schwankenden Verfügbarkeit von Solarenergie umgeht, wie Ertragsprognosen präziser werden und wie die Solarzellen schließlich entsorgt oder recycelt werden können. Auch an innovativen Ideen, wie der Integration von Solarzellen in Gebäudehüllen oder sogar unsichtbar in Fenstern, wird geforscht.

Die Photovoltaik ist noch voller spannender Forschungsfragen, an denen das Institut für Solarenergieforschung (ISFH) und die LUH gemeinsam forschen: Perowskit-Silizium-Tandem-Solarzellen haben im Labormaßstab schon beeindruckende Wirkungsgrade >30% demonstriert, erreichen aber bisher nicht annähernd die erforderliche Langzeitstabilität. Hierfür sind noch viele grundlegende Herausforderungen an der Schnittstelle von Physik, Chemie, Halbleitertechnologie und perspektivisch, Produktionstechnologie, zu meistern.

Bei dem prognostizierten weltweiten Ausbau der Photovoltaik in den zweistelligen Terawatt-Bereich wird die nachhaltige Verfügbarkeit der eingesetzten Materialien immer relevanter. Mit breiteren Leiterbahnen auf der Zellrückseite bieten gerade IBC-Solarzellen die Möglichkeit, mittels innovativen Metallisierungskonzepten teures Silber durch preiswertere Alternativen wie Aluminium, Kupfer oder Nickel zu ersetzen. Die dafür notwendigen Produktionstechnologien stecken noch in den Kinderschuhen.

Die Verbindungstechnik mittels Laserschweißverfahren, Bonden oder Ultraschall bietet Innovationsmöglichkeiten an der Schnittstelle von Halbleitertechnologie und Maschinenbau. Auf der Plattform der POLO-BJ-Solarzelle werden digitalisierte, adaptive Verfahren zur automatisierten und damit preiswerten Herstellung von Spezialmodulen entwickelt – z.B. für die Fassadenintegration - mit kleiner Losgröße.