Sie werden als günstig, angenehm leicht und flexibel gelobt – den Praxistest haben Perowskit-Solarzellen jedoch aufgrund fehlender Belastbarkeit noch nicht bestanden. Bis jetzt zumindest, denn nun ist es einem Forschungsteam unter der Leitung von Chemikern der City University of Hong Kong (CityU) und des Imperial College London gelungen, neue, hocheffiziente und stabile Perowskit-Solarzellen zu entwickeln.

Mit dieser Entwicklung könnte die Kommerzialisierung der Perowskit-Photovoltaiktechnologie erheblich beschleunigt und eine vielversprechende Alternative zu Silizium-Solarzellen geschaffen werden, heißt es in einem Bericht des Portals Techxplore. Silizium als herkömmliches Material für Solarzellen zeichnet sich durch eine hohe Leistungsumwandlungseffizienz und eine gute Stabilität aus – allerdings sind diese Solarzellen vergleichsweise teuer. Die bisherigen Schwächen der Perowskit-Materialien – die fehlende Robustheit bei hoher Temperatur und Luftfeuchtigkeit und damit kurze Lebensdauer – konnten in den Experimenten der internationalen Forschungsgruppe ausgehebelt werden: Das Team fügte das metallhaltige Ferrocen zu Perowskit-Solarzellen als Schnittstelle zwischen der lichtabsorbierenden Schicht und der Elektronentransportschicht hinzu. Durch das Ferrocen reduzierte sich die Reaktivität der Perowskit-Oberfläche.

Die neuen Solarzellen können dem Forschungsbericht zufolge länger als 1.500 Stunden unter Dauerbeleuchtung laufen und behalten dabei mehr als 98 Prozent ihres anfänglichen Wirkungsgrads bei. Die Geräte zeigen zudem eine überlegene Stabilität in einer heißen und feuchten Umgebung (85 Grad Celsius und 85 Prozent Luftfeuchtigkeit). „Wir sind das erste Team, das invertierte Perowskit-Solarzellen erfolgreich auf einen Rekordwirkungsgrad von 25 Prozent ankurbelt“, wird einer der Forscher, Dr. Zhu, im Bericht zitiert. Den Stabilitätstest der Internationalen Elektrotechnischen Kommission (IEC) hat die Entwicklung bestanden, das Forschungsteam hat sein Design bereits patentieren lassen.