Digital
gedruckte, hocheffiziente und stabile Solarmodule zu entwickeln, die
sich in Dächer, Fassaden und Fenster integrieren lassen, ist Ziel von
PRINTPERO. In dem am Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
koordinierten Projekt demonstrieren deutsche und griechische
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit Industriepartnern die
technologische Machbarkeit von Solar¬modulen auf Basis von
Perowskitabsorbern. Sie arbeiten an Prototypen, die sich in Größe, Form
und Farbe frei gestalten lassen. Das Bundesministerium für Bildung und
Forschung fördert das Projekt im Rahmenprogramm Forschung für
Nachhaltige Entwicklung (FONA).

Perowskit-Halbleiter
gehören derzeit zu den vielversprechendsten Materialien für
hocheffiziente und preiswerte Solarmodule der nächsten Generation.
Dünnschichtsolarzellen auf Basis dieser Perowskite erzielen im Labor
bereits Wirkungsgrade von mehr als 23 Prozent. Allerdings lassen sich
die in der Forschung derzeit üblichen Prozesse zur Herstellung von
Perowskit-Solarzellen nicht auf industrielle Maßstäbe übertragen. „Ein
Ziel unseres Projekts ist daher, die Laborprozesse durch digitale
Druckverfahren zu ersetzen, die bei niedrigen Temperaturen ablaufen und
sich für die industrielle Produktion eignen“, erklärt Dr. Ulrich W.
Paetzold, Leiter der Forschungsgruppe „Advanced Optics and Materials for
Next Generation Photovoltaics“ am Institut für Mikrostrukturtechnik
(IMT) und am Lichttechnischen Institut (LTI) des KIT sowie Koordinator
von PRINTPERO (kurz für: Printed Perovskite Modules for Building Integrated Photovoltaics).

Im Projekt PRINTPERO
kooperieren Forschende und Industriepartner aus Deutschland und
Griechenland, um digital gedruckte Solarmodule auf der Basis von
Perowskit-Halbleitern zu entwickeln, die nicht nur hocheffizient und
stabil sind, sondern auch vielfältige architektonische Anforderungen für
die Integration in Gebäuden erfüllen. Sie arbeiten an Prototypen, die
sich in der Größe maßschneidern und in Form und Farbe frei gestalten
lassen. Um diese Ziele zu verwirklichen, nutzen die beteiligten
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler das Potenzial des digitalen
Tintenstrahldruckens (Inkjet Printing). Sie entwickeln überdies
druckbare lumineszierende Schichten zur Realisierung unterschiedlicher
Farbeindrücke und dem Schutz der Solarzellen vor schädlicher
UV-Strahlung (siehe Foto).

Gemeinsam mit den
Projektpartnern arbeiten die Karlsruher Forscher auch daran, die
Stabilität der Perowskit-Solarzellen zu verbessern, mehrere dieser
Zellen seriell zu großflächigen Solarmodulen zu verschalten sowie die
Module zu verkapseln, um sie vor Feuchtigkeit und dem dadurch bedingten
Zerfall zu schützen.

An PRINTPERO sind die
Forschungseinrichtungen KIT und Technological Educational Institute of
Western Greece sowie die Solarindustrieunternehmen SUNOVATION Produktion
GmbH (Aschaffenburg) und Brite Hellas S.A. (Thessaloniki/Griechenland)
beteiligt. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
fördert das 2018 gestartete und auf drei Jahre angelegte
deutsch-griechische Kooperationsprojekt im Rahmenprogramm Forschung für
Nachhaltige Entwicklung (FONA).