Perowskit-Solarzellen: Effiziente Energielösung für Innenräume

LONDON (IT BOLTWISE) – Die Entwicklung von Perowskit-Solarzellen könnte die Art und Weise, wie wir kleine elektronische Geräte mit Energie versorgen, revolutionieren. Forscher der University College London (UCL) haben in Zusammenarbeit mit Teams aus China und der Schweiz eine neue Generation von Solarzellen entwickelt, die speziell für den Einsatz in Innenräumen optimiert sind.

Die Nutzung von Innenraumlicht als Energiequelle für elektronische Geräte ist ein vielversprechender Ansatz, um die Abhängigkeit von Batterien zu reduzieren. Mit der zunehmenden Verbreitung des Internets der Dinge (IoT) steigt die Anzahl der Geräte, die in beleuchteten Umgebungen betrieben werden, erheblich an. Diese Geräte, wie Fernbedienungen, Tastaturen und Rauchmelder, könnten von einer nachhaltigen Energiequelle profitieren, die den Bedarf an häufigen Batteriewechseln eliminiert.

Perowskit-Solarzellen bieten eine vielversprechende Lösung, da sie kostengünstig hergestellt werden können und in der Lage sind, spezifische Lichtwellenlängen zu absorbieren. Dies macht sie besonders geeignet für Umgebungen mit schwachem Licht, wie sie in Innenräumen häufig vorkommen. Ein Hauptproblem dieser Technologie war jedoch bisher die geringe Effizienz und Haltbarkeit der Zellen, verursacht durch strukturelle Defekte, die die Leistung im Laufe der Zeit beeinträchtigen.

Das Team der UCL hat dieses Problem durch eine dreiteilige chemische Strategie gelöst. Durch die Zugabe von Rubidiumchlorid konnte das Wachstum der Perowskitkristalle gleichmäßiger gestaltet werden, was die Anzahl der Defekte reduzierte. Zusätzlich stabilisierten zwei organische Ammoniumsalze die Ionen im Material, wodurch die Effizienz gesteigert wurde. Diese Modifikationen führten zu einer Rekordleistung der Solarzellen, die 37,6 % des Lichts bei 1000 Lux in Elektrizität umwandeln können, was etwa der Helligkeit eines gut beleuchteten Büros entspricht.

Die neuen Solarzellen zeigten auch eine beeindruckende Haltbarkeit in Belastungstests. Über einen Zeitraum von mehr als 100 Tagen behielten sie 92 % ihrer Leistung, während unbehandelte Zellen auf 76 % absanken. In intensiveren Tests mit 300 Stunden starkem Licht bei 55°C hielten die neuen Zellen 76 % ihrer Effizienz, während die Kontrollzellen auf 47 % fielen. Diese Fortschritte könnten dazu führen, dass kleine elektronische Geräte über fünf Jahre hinweg ohne Batteriewechsel betrieben werden können.

Die Forscher sind bereits in Gesprächen mit Industriepartnern, um die Produktion zu skalieren und die Technologie kommerziell nutzbar zu machen. Diese Entwicklung könnte nicht nur die Kosten und den Arbeitsaufwand für den Batteriewechsel reduzieren, sondern auch einen erheblichen Beitrag zur Reduzierung von Elektroschrott leisten. Die Studie wurde in der Zeitschrift Advanced Functional Materials veröffentlicht.

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