Im Projekt Kerasolar des Materialwissenschaftlichen Zentrums für Energiesysteme (MZE) des KIT sollen neue Materialkonzepte für Solarzellen erforscht werden. ©Bild: Markus Breig, KIT

Kerasolar: Neues Materialkonzept für Solarzellen – Kit will Photovoltaik mit keramischen Funktionsmaterialien kombinieren

(ee-news.ch) Ein grundlegend neues Solarzellenkonzept wollen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) im Projekt ‚Neuartige flüssig-applizierte keramische Solarzellen“ (Kerasolar) entwickeln. Dabei verbinden sie Forschung zu Photovoltaik mit keramischen Funktionsmaterialien, um so die Vorteile verschiedener Solarzellentechnologien zu bündeln: die Druckbarkeit organischer und die Langzeitstabilität kristalliner Solarzellen sowie die Ferroelektrizität des Bleihalogenid-Perowskits.


Das Projekt wird von der Carl-Zeiss-Stiftung gefördert und ist auf sechs Jahre ausgelegt. Die neuen Funktionsmaterialien sollen aus Keramikwerkstoffen hergestellt werden, die eine außerordentlich gute Robustheit und Langzeitbeständigkeit versprechen. Moderne Solarzellen müssen aber weit mehr Eigenschaften besitzen: Sie müssen beliebig formbar und integrierbar sein, um so quasi jede Fläche in Sonnenkraftwerke zu verwandeln. Ihre Produktion muss so wenig Energie wie möglich verbrauchen, die Herstellungsprozesse sollten ohne giftige Substanzen auskommen und die notwendigen Rohstoffe ausreichend verfügbar sein. Genau hier kommen die Vorteile keramischer Funktionsmaterialien zum Tragen: Sie bieten nahezu unendliche Möglichkeiten, Elemente und Verbindungen miteinander zu kombinieren und so maßgeschneiderte Materialeigenschaften zu erzielen. Damit eröffnet sich dem Projektteam ein großes neues Forschungsfeld.

Kombination unterschiedlicher Disziplinen und Hintergründe
Das Projekt ist am Materialwissenschaftlichen Zentrum für Energiesysteme (MZE) des KIT angesiedelt, dessen Programmatik sich an den großen Forschungsthemen rund um die Energiewandlung und -speicherung orientiert. Etwa die Hälfte der 16 am MZE angesiedelten Arbeitsgruppen aus unterschiedlichen wissenschaftlichen Disziplinen werden an dem Projekt mitwirken und ihre Expertise aus der Elektrotechnik, den Materialwissenschaften, der Physik und der Chemie einbringen. Sie verbinden experimentelle Herangehensweisen mit theoretischen Überlegungen. Das neue Vorhaben wird von Alexander Colsmann gemeinsam mit Michael J. Hoffmann koordiniert. Eine neue, speziell für das Projektteam von Kerasolar eingerichtete experimentelle Plattform soll dabei helfen, die Solarzellenforschung des KIT langfristig zu prägen.

Text: ee-news.ch, Quelle: Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

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