Perowskit-Solarzellen: Schutzülle bindet Blei

Tao Xu (rechts) mit Kollegen Xun Li im Labor der NIU.

Bild: niu.edu

Forscher der Northern Illinois University (NIU) und des National Renewable Energy Laboratory (NREL) haben eine Schutzhülle für beide Seiten von Perowskit-Solarzellen entwickelt, damit giftiges Blei nicht ausgewaschen wird und in die Umwelt gelangt. "Wir glauben, dass wir ein vielversprechendes Heilmittel gefunden haben. Es könnte der entscheidende Wendepunkt sein", so NIU-Chemieprofessor Tao Xu.

Kein Blei mehr ins Grundwasser

Wird eine Zelle beschädigt, hält die neue Folie den weitaus größten Teil des Bleis zurück, ergänzt NREL-Chemiker Kai Zhu. "Dadurch verhindern wir, dass es ins Grundwasser gerät." Denn der Film sei in Wasser nicht löslich. In Labortests habe sich gezeigt, dass mindestens 96 Prozent des Bleis eingefangen wird. In Langzeitversuchen wiesen die Forscher nach, dass Leistung und Stabilität der Zelle erhalten bleiben.

Der Schutzfilm der Oberfläche ist vollkommen transparent, für Sonnenlicht also kein Hindernis. Er enthält Phosphorsäuregruppen, die Blei binden. Der Bleischutz auf der Rückseite ist ein deutlich billigerer Kunststoff, der intransparent ist. "Beide Materialien sind Standardprodukte", sagt Xu. "Aber bisher ist niemand darauf gekommen, sie in Solarzellen zu verwenden."

Perowskit effizienter als Lithium

Perowskit-Zellen sind nach dem Mineral benannt, das in der Natur in vielen Varianten vorkommt. Kristalle, die in Solarzellen zum Einsatz kommen, sind jedoch synthetisch, weil sich die erwünschten Eigenschaften so leichter erreichen lassen. Die Kristalle bestehen aus organischen und anorganischen Gruppen. Letztere enthalten allerdings Blei in kleinen Mengen.

Zellen dieses Typs stehen seit Jahren im Mittelpunkt der Forschung, weil der Kristall beispiellos effektiv ist beim Einsammeln des Sonnenlichts. Ständig gibt es Meldungen über neue Wirkungsgradrekorde. Dazu kommt, dass das photoelektrische Material bei Zimmertemperatur hergestellt werden kann. Silizium benötigt dagegen hohe Temperaturen, ist also sehr energieaufwändig und damit teuer.

Quelle: www.pressetext.com/Wolfgang Kempkens