Welchen Preis haben Perowskit-Solarzellen?
Wer sich regelmäßig über Neuerungen auf dem Solarmarkt auf dem Laufenden hält, hat sicherlich schon einmal etwas von den sogenannten „Perowskit-Solarzellen“ gehört. Dabei handelt es sich um Solarzellen, die einen besonders hohen Wirkungsgrad aufweisen und deshalb oft als die Zukunft der Solarenergie gehandelt werden.
Doch wie gut sind diese Solarzellen wirklich? Welche Vor- und Nachteile haben sie und vor allem welchen Preis muss man dafür bezahlen? Diese Fragen klären wir in den folgenden Absätzen.
Welchen Preis zahlt man für Perowskit-Solarzellen?
Bisher gibt es noch kaum Perowskit-Solarzellen auf dem freien Markt, sodass es sich bei den jetzt zu findenden Preis eher um Preise für Prototypen handelt – eine Massenfertigung gibt es noch nicht. Das macht einen Vergleich mit klassischen Solarpanels aktuell noch schwierig.
Für die derzeit angebotenen Perowskit-Solarzellen muss man mit Preisen von 300-600 Euro pro Quadratmeter rechnen. Das ist fast das Dreifache von herkömmlichen Silizium-Solarzellen. Im Folgenden schauen wir uns an, wie dieser Preis zustande kommt und ob er gerechtfertigt ist.
Was genau sind Perowskit-Solarzellen und was ist ihr innovatives Potential?
Bei Solarpanels mit Perowskit-Solarzellen handelt es sich um eine neue Materialklasse, mit der viele Probleme von herkömmlichen Solarzellen der Vergangenheit angehören sollen. Die Zellen bestehen aus einem speziellen Kristallstrukturmaterial namens Perowskit, das aus einer Kombination von organischen und anorganischen Komponenten besteht. Das Versprechen ist: Mit diesen Zellen sollen in einigen Jahren Wirkungsgrade von bis zu 40 % möglich sein – zum Vergleich: herkömmliche Solarzellen schaffen derzeit bis zu 23 %.
Innovativ sind die Zellen auch deshalb, weil sie auf lange Sicht sehr günstig in der Herstellung sein sollen. Die verwendeten Halbleiterschichten sind im Gegensatz zu Silizium ultradünn, benötigen wenig Material und lassen sich einfach auftragen. Das Material lässt sich einfach auf Träger drucken oder sprühen und eröffnet aufgrund seiner Leichtigkeit ganz neue Einsatzmöglichkeiten. Auch bei diffusen Lichtverhältnissen sollen diese Zellen sehr gut abschneiden.
Vor- und Nachteile von Perowskit-Solarzellen
Vergleichen wir einmal die Vor- und Nachteile von Perowskit-Solarzellen:
✅ Vorteile von Perowskit-Solarzellen
Hoher Wirkungsgrad | Perowskit-Solarzellen erreichen derzeit im Labor Wirkungsgrade von über 25 %. In Kombination mit Silizium in Tandemzellen sind sogar über 30 % möglich. |
Kostengünstige Herstellung | Die Produktion erfordert weniger Energie und Materialien als herkömmliche Siliziumzellen. Druckverfahren ermöglichen eine schnelle und kosteneffiziente Fertigung. |
Flexibilität und Leichtigkeit | Dank ihrer Dünnschichtstruktur sind Perowskit-Zellen leicht und flexibel, was neue Anwendungen wie gebogene Oberflächen oder tragbare Geräte ermöglicht. |
Gute Leistung bei diffusem Licht | Perowskit-Zellen zeigen auch bei diffusem Licht oder niedriger Sonneneinstrahlung eine hohe Effizienz, was sie für verschiedene Klimazonen attraktiv macht. |
Optik | Die optischen Eigenschaften können angepasst werden, sodass transparente oder farbige Solarzellen für Fenster oder Fassaden realisierbar sind. |
❌ Nachteile von Perowskit-Solarzellen
Begrenzte Langzeitstabilität | Perowskit-Zellen sind empfindlich gegenüber Feuchtigkeit, Wärme und UV-Strahlung, was ihre Lebensdauer im Vergleich zu Siliziumzellen verkürzt. |
Blei | Viele Perowskit-Zellen verwenden Blei, was Umwelt- und Gesundheitsbedenken weckt. Forschungen zu bleifreien Alternativen laufen, die Resultate sind jedoch noch nicht marktreif. |
Noch nicht massenmarkttauglich | Obwohl vielversprechend, sind Perowskit-Zellen derzeit hauptsächlich in der Forschung oder in Pilotprojekten im Einsatz. |
Effizienzverlust über Zeit | Einige Studien zeigen, dass Perowskit-Zellen innerhalb der ersten Monate bis zu 10 % ihrer Effizienz verlieren können. |
Empfindlichkeit gegenüber Produktionsbedingungen | Die Herstellung erfordert präzise Bedingungen, da Unregelmäßigkeiten die Leistung und Stabilität beeinträchtigen können. |
Wofür können Perowskit-Solarzellen genutzt werden?
Perowskit-Zellen können potenziell überall dort genutzt werden, wo klassische Solarpanels zum Einsatz kommen, es gibt für sie aber noch zahlreiche weitere Einsatzmöglichkeiten. So können diese Zellen zum Beispiel überall dort genutzt werden, wo klassische Solarzellen zu schwer sind, etwa bei:
Fassaden und Glasdächer
Dächer und Carports, die nur eine begrenzte Traglast haben
Mobile Anwendungen
Fahrzeugintegrationen
Notstromlösungen für Krisengebiete
Perowskit-Solarzellen im Vergleich zu herkömmlichen Silizium-Solarzellen
Perowskit-Solarzellen | Silizium-Solarzellen | |
Wirkungsgrad (im Labor) | Bis über 25 % (Tandem >30 %) | 20–26 % (monokristallin) |
Herstellungskosten | Niedrig, druckbar, wenig Energieaufwand | Höher, da sehr energieintensive Herstellung |
Flexibilität | Dünn, leicht, flexibel | Starr, schwer |
Haltbarkeit | Noch sehr begrenzt, empfindlich gegen Feuchtigkeit, schneller Verlust des Wirkungsgrades | >25 Jahre bewährt |
Marktreife | In Pilotprojekten, noch nicht breit verfügbar | Ausgereift und weltweit verbreitet, solide Wirkungsgrade |
Besondere Stärken | Funktionieren auch bei diffusem Licht, geeignet für neue Anwendungen (Fenster, Textilien etc.) | Hohe Stabilität, etablierte Technik |
Fazit
Wir können festhalten: Von Perowskit-Solarzellen werden wir in den kommenden Jahren ganz sicher noch hören. Sie bieten hohe Wirkungsgrade (im Labor über 25 %, im Tandem über 30 %) und könnten in Zukunft deutlich günstiger produziert werden als klassische Siliziumzellen. Dank ihrer flexiblen, ultradünnen Struktur eignen sie sich für verschiedene neue Anwendungen – z. B. in Fassaden, Glasdächern oder mobilen Geräten.
Aktuell sind sie aber noch nicht massenmarkttauglich. Besonders die Langzeitstabilität ist ein Problem, da die Zellen derzeit noch viel zu schnell an Wirkung verlieren. Zudem gibt es auch noch Bedenken hinsichtlich der Umweltfreundlichkeit, da aktuell für die Herstellung noch Blei verwendet wird.