Forscher am Advanced Technology Institute (ATI) der Universität Surrey haben bedeutende Fortschritte in der Solartechnologie erzielt und über 23 % Effizienz bei der Energieumwandlung (PCE) in Blei-Zinn-Perowskit-Solarzellen erreicht. Diese Fortschritte, die im Journal 'Energy and Environmental Science' dokumentiert sind, stellen einen wichtigen Meilenstein auf dem Weg zu effizienteren und nachhaltigeren Lösungen für Solarenergie dar.
Besonders bemerkenswert ist, dass die neuen Entwurfsstrategien nicht nur die Effizienz erhöhen, sondern auch die Betriebslebensdauer dieser Solarzellen um 66 % verlängern. PCE, das das Verhältnis von Sonnenlicht zu nutzbarer Energie misst, ist ein entscheidendes Maß für die Solartechnologie. Während traditionelle Silizium-Solarmodule den Markt dominieren, deutet die Forschung auf einen vielversprechenden Wechsel zu hybriden Perowskit/Silizium-Panels und möglicherweise vollständig auf Perowskit basierenden Panels hin, die noch höhere Effizienzen liefern könnten.
Hashini Perera, Doktorandin und Hauptautorin, erklärte: "Das Verständnis, das wir aus dieser Arbeit entwickelt haben, hat es uns ermöglicht, eine Strategie zu identifizieren, die die Effizienz verbessert und die Betriebslebensdauer dieser Geräte unter Umgebungsbedingungen verlängert." Dieser Durchbruch könnte den Zugang zu erschwinglicher sauberer Energie erhöhen und damit die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen verringern sowie die globalen Kohlenstoffemissionen senken.
Das Forschungsteam konzentrierte sich darauf, Verluste zu minimieren, die mit der Lochtransport-Schicht verbunden sind, die für die Funktionalität von Solarzellen entscheidend ist. Durch die Einführung eines jodreduzierenden Mittels konnten sie die Abbauwirkungen abmildern, was zu einer verbesserten Effizienz und Langlebigkeit der Zellen führte. Diese Innovation eröffnet neue Möglichkeiten für nachhaltigere und wirtschaftlich tragfähige Solartechnologien.
Dr. Imalka Jayawardena, Mitautor der Studie, bemerkte: "Durch die signifikante Steigerung der Effizienz unserer auf Perowskit basierenden Solarzellen kommen wir dem Ziel näher, günstigere und nachhaltigere Solarmodule zu produzieren." Das Team arbeitet aktiv an der Verfeinerung von Materialien, Prozessen und der Gerätearchitektur, um die verbleibenden Herausforderungen im Bereich anzugehen.
Professor Ravi Silva, Direktor des ATI, betonte die weitreichenden Auswirkungen dieser Forschung: "Diese Forschung bringt uns näher zu Modulen, die über ihre Lebensdauer mehr Energie erzeugen und auch langlebiger sind. Höhere Effizienz und weniger Ersatz bedeuten mehr grüne Energie mit weniger Abfall." Die Universität Surrey baut derzeit eine 12,5 MW Solarfarm, um diese innovativen Module zu testen, mit dem Ziel, die kommerzielle Akzeptanz von perowskitbasierten Solartechnologien zu beschleunigen.
Diese Fortschritte stehen im Einklang mit mehreren Zielen für nachhaltige Entwicklung der Vereinten Nationen, insbesondere mit denen, die sich auf erschwingliche und saubere Energie, industrielle Innovation und Klimaschutz konzentrieren.