Wissenschaftler des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) wollen im Projekt „Neuartige flüssig-applizierte keramische Solarzellen“ (KeraSolar) ein grundlegend neues Solarzellenkonzept 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. Gefördert wird das Projekt mit 4,5 Mio. Euro von der Carl-Zeiss-Stifung.
Die neuen Funktionsmaterialien werden aus Keramikwerkstoffen hergestellt, 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 sollen die Vorteile keramischer Funktionsmaterialien zum Tragen kommen: Laut KIT bieten sie nahezu unendliche Möglichkeiten, Elemente und Verbindungen miteinander zu kombinieren und so maßgeschneiderte Materialeigenschaften zu erzielen. Dem Projektteam eröffne sich damit ein großes neues Forschungsfeld.
Das Projekt ist am Materialwissenschaftlichen Zentrum für Energiesysteme (MZE) des KIT angesiedelt, das 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. Eine neue, speziell für das Projektteam von „KeraSolar“ eingerichtete experimentelle Plattform soll dabei helfen, die Solarzellenforschung des KIT langfristig zu prägen.
