{"id":118149,"date":"2026-10-19T02:54:00","date_gmt":"2026-10-19T00:54:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/?p=118149"},"modified":"2026-10-17T12:55:46","modified_gmt":"2026-10-17T10:55:46","slug":"umweltfreundlichere-chemie-bringt-perowskit-solarzellen-mit-geringer-toxizitaet-der-serienproduktion-naeher","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/de\/wissenschaft\/umweltfreundlichere-chemie-bringt-perowskit-solarzellen-mit-geringer-toxizitaet-der-serienproduktion-naeher\/","title":{"rendered":"Umweltfreundlichere Chemie bringt Perowskit-Solarzellen mit geringer Toxizit\u00e4t der Serienproduktion n\u00e4her"},"content":{"rendered":"\n

Solarzellen, die auf d\u00fcnne, flexible Oberfl\u00e4chen aufgetragen werden k\u00f6nnen, k\u00f6nnten eines Tages so hergestellt werden, wie Zeitungen gedruckt werden \u2013 bei Raumtemperatur und ohne die giftigen Chemikalien, auf die der Prozess bisher angewiesen war, behaupten Forscher der University of Surrey.<\/p>\n\n\n\n

In einem in der Fachzeitschrift \u201eNano Energy\u201c ver\u00f6ffentlichten Artikel stellen die Wissenschaftler ein Verfahren zur Herstellung von Perowskit-Solarmodulen in dem f\u00fcr die industrielle Produktion erforderlichen Ma\u00dfstab vor, das mit geringerer Toxizit\u00e4t auskommt. Perowskite gelten als vielversprechende Kandidaten, um herk\u00f6mmliche Silizium-Solarzellen zu erg\u00e4nzen oder zu ersetzen, da sie in eine Tinte gel\u00f6st und auf leichte, biegsame Oberfl\u00e4chen aufgetragen werden k\u00f6nnen. Das Problem bei Perowskiten besteht darin, dass die Tinte selbst L\u00f6sungsmittel ben\u00f6tigt, deren Handhabung gef\u00e4hrlich und deren Einsatz in einer Produktionslinie kostspielig ist.<\/p>\n\n\n\n

Das Forschungsteam aus Surrey stellte seine Tinte auf der Basis sichererer Inhaltsstoffe her. Ihr System, das sie als \u201eSignificantly Reduced-Toxicity\u201c (SRT)-L\u00f6sungsmittel bezeichnen, basiert auf Ethanol und 2-Methyltetrahydrofuran, einem L\u00f6sungsmittel, das aus nachwachsenden Rohstoffen wie land- und forstwirtschaftlichen Abf\u00e4llen gewonnen wird, sowie einer geringen Menge eines milderen Additivs, um die Filmbildung zu steuern. Dadurch entf\u00e4llt der Bedarf an den giftigen L\u00f6sungsmitteln, auf die sich die Branche lange gest\u00fctzt hat, darunter Dimethylformamid (DMF), N-Methyl-2-pyrrolidon (NMP) und Acetonitril (ACN), von denen einige als Reproduktionstoxine eingestuft sind.<\/p>\n\n\n\n

Die Forscher weisen darauf hin, dass die Erzeugung von einem Gigawatt Strom aus diesen Perowskit-Modulen auf einer einzigen Beschichtungsanlage mehr als 90.000 Liter L\u00f6sungsmittel verbrauchen kann; der Verzicht auf giftige L\u00f6sungsmittel in der Tinte entlastet daher die Produktion erheblich in Bezug auf Gesundheit und Umwelt.<\/p>\n\n\n\n

Um zu zeigen, dass das Verfahren \u00fcber eine einzelne Zelle hinaus funktioniert, baute das Team Mini-Module mit aktiven Fl\u00e4chen von bis zu 11,5 Quadratzentimetern und erreichte Energieumwandlungswirkungsgrade von \u00fcber 18 Prozent \u2013 einer der h\u00f6chsten Werte, die bisher f\u00fcr umweltfreundlichere, skalierbare Perowskit-Verfahren berichtet wurden. Die Module blieben w\u00e4hrend der Tests auch unter kontinuierlicher Lichteinstrahlung stabil.<\/p>\n\n\n\n

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Wir entwickeln die Chemie der Perowskit-Materialien gemeinsam mit dem Herstellungsprozess und orientieren uns dabei an den Anforderungen der Industrie. Damit eine Technologie den Sprung vom Labor in eine reale Produktionsumgebung schafft, m\u00fcssen wir nicht nur die Leistung ber\u00fccksichtigen, sondern auch die L\u00f6sungsmittel, die Verarbeitungsbedingungen, die Sicherheit, den Ressourcenverbrauch und die Gesamtkomplexit\u00e4t der Produktion. Dr. Ehsan Rezaee, wissenschaftlicher Mitarbeiter<\/em><\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Der Ansatz ist auf eine kontinuierliche Produktion mit hohem Durchsatz ausgelegt. Die Tinte wird bei Raumtemperatur aufgetragen und mit einem Gasstrahl getrocknet \u2013 ein Schritt, der mit der Roll-to-Roll-Fertigung kompatibel ist, dem gleichen Prinzip, das auch beim Hochgeschwindigkeitsdruck von Zeitungen zum Einsatz kommt. Das Team hat gezeigt, dass das Verfahren auf flexiblen Oberfl\u00e4chen funktioniert \u2013 genau dort, wo der Vorteil von Perowskit gegen\u00fcber starrem Silizium am deutlichsten zum Tragen kommt, von Geb\u00e4udeoberfl\u00e4chen \u00fcber tragbare Elektronik bis hin zu den f\u00fcr die Raumfahrt ben\u00f6tigten Leichtbau-Paneelen.<\/p>\n\n\n\n

Das Verfahren umgeht zudem den \u201eAntisolvent\u201c-Schritt, den viele Perowskit-Rezepturen erfordern \u2013 eine Phase, bei der \u00fcblicherweise weitere giftige Chemikalien zum Einsatz kommen. Durch das Weglassen dieses Schritts und die Arbeit bei niedrigen Temperaturen verbraucht der Prozess weniger Energie und weniger Materialien.<\/p>\n\n\n\n

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Die potenziellen Auswirkungen unserer Innovation gehen \u00fcber den blo\u00dfen Ersatz eines gef\u00e4hrlichen L\u00f6sungsmittels hinaus. Ein Verfahren, das auf einfach zu handhabenden, ungiftigen L\u00f6sungsmitteln und einfacheren Beschichtungsschritten basiert, reduziert den Bedarf an L\u00f6sungsmittelhandhabung, Abfallbehandlung und der damit verbundenen Sicherheitsinfrastruktur. Das weist auf eine kompaktere, ressourceneffizientere und potenziell kosteng\u00fcnstigere Fertigung f\u00fcr neue Solartechnologien hin. Wir wollen dazu beitragen, saubere Energie weltweit verf\u00fcgbar zu machen, und wenn wir gleichzeitig die Dekarbonisierung in gro\u00dfem Ma\u00dfstab unterst\u00fctzen k\u00f6nnen, ist das ein doppelter Gewinn f\u00fcr die Gesellschaft.<\/em> Professor Ravi Silva, Distinguished Professor, Direktor des Advanced Technology Institute (ATI) und Leiter des NanoElectronics Centre<\/em><\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Die Studie wurde von der Universit\u00e4t Surrey geleitet und umfasste Forscher der Universit\u00e4t Oxford, der Universit\u00e4t Cambridge, des Helmholtz-Zentrums Berlin in Deutschland, des MAX IV-Labors in Schweden und des National Physical Laboratory. Die Forschung wurde vom Engineering and Physical Sciences Research Council und dem EU-Projekt \u201eHorizont 2020\u201c MUSICODE unterst\u00fctzt.<\/p>\n\n\n\n