Innovative Solarzellenforschung an der Universität Stuttgart

Im Rahmen seiner Sommertour war Ministerpräsident Winfried Kretschmann am gestrigen Dienstag, den 22. August, zu Gast an der Universität Stuttgart. Sein Interesse galt am Institut für Photovoltaik (IPV) dem Start-up Perosol, das an Perowskit-Solarzellen forscht, einer Alternative zur Silizium-Solarzelle, die inzwischen ihren maximalen Wirkungsgrad erreicht hat.

Er sei sehr beeindruckt, betonte Ministerpräsident Winfried Kretschmann und zollte den Forschenden am Institut für Photovoltaik (IPV) nach seinem Rundgang durch die Labore, in denen an Perowskit-Solarzellen geforscht wird, Respekt und Anerkennung. „Wir erleben derzeit eine weltweite Solar-Revolution. Alle wollen Solarzellen – ob auf dem Dach, an der Fassade, auf dem Feld oder der Freifläche. Genau das ist es, was wir im Kampf gegen die Erderhitzung brauchen“, sagte Kretschmann.

Persowskite sind eine ideale Alternative für Solarzellen: es gibt viele und vielerorts, und man kann sie auch synthetisch herstellen, wie bei Perosol praktiziert. Mit ihrer Gründung haben Dr. Claudiu Mortan vom Institut für Photovoltaik und Institutsdirektor Prof. Michael Saliba das erste deutsche Start-up auf die Beine gestellt, das an diesen innovativen Solarzellen forscht. Ihre Intention: Einen Weg für die Perowskit-Solarzellen von der Forschung hin zum industriellen Einsatz schaffen. „An der Universität Stuttgart entwickeln wir innovative Lösungen für die Herausforderungen der Zukunft. Wir sind stolz, wenn unsere Forschenden und Studierende ihre Arbeit in ein Start-up münden lassen, um Forschungserkenntnisse in die Praxis zu transferieren“, so Prof. Wolfram Ressel, Rektor der Universität Stuttgart.

Auf dem Gebiet der erneuerbaren Energien stellt die Forschung am IPV rund um Materialien, Bauelemente und Systeme im Bereich der Halbleitertechnik einen Schwerpunkt dar. Perowskit-Solarzellen bestechen durch ihren hohen Wirkungsgrad, ihre Verarbeitung kann bei niedrigen Temperaturen erfolgen, und: Die Einsatzmöglichkeiten der hauchdünnen, im 3D-Druckverfahren hergestellten Zellen aus Perowskiten sind beeindruckend. Die flexiblen Solarzellen können etwa an Gebäuden, wie Fassaden oder Balkone, angebracht, in Kleidung oder Beschattungssystemen integriert werden. Auf Fensterflächen aufgebracht, könnten sie Strom erzeugen, führte Michael Saliba auf, und er erinnerte an das große Potenzial, das sich noch auf Dächern bietet und so manchen „Solaracker“ überflüssig machen würde.

„Vom digitalen Preisschild im Laden bis hin zu Satelliten im All – je mehr wir überlegen, umso mehr Einsatzmöglichkeiten entdeckten wir für die Perowskit-Solarzellen“, führte Claudiu Mortan aus. Die Zukunftsvision, die er mit Michael Saliba teilt: an einem Tag mehrere Kilometer der flexiblen Perowskit-Solarzellen im Druckverfahren produzieren. Die Forschungsumgebung an der Universität Stuttgart, mit all den Kooperationsmöglichkeiten, wie etwa mit Kolleginnen und Kollegen aus der Luft- und Raumfahrttechnik oder dem Maschinenbau, schätzen die Gründer sehr.

Der Entwicklungsprozess hin zu langlebigen, im All wie auf der Erde einsetzbaren Perowskit-Solarzellen, in den die Nachwuchswissenschaftlerinnen und Forschenden am Institut integriert sind, führe über die Perowskit-Silizium-Tandemsolarzelle, erklärte Saliba, der weltweit zu den führenden Wissenschaftlern in der Perowskit-Forschung zählt. „Bei dieser Tandemzelle wird auf die Silizium-Zelle eine Perowskit-Zelle aufgebracht. Das Silizium sorgt dabei für ein Optimum an Energieausbeute im roten Bereich des Sonnenlichts, die Perowskit-Zellen absorbieren verstärkt im blauen Bereich“, erklärt Saliba.

„Perosol zeigt, wie wichtig innovative Start-ups für die Transformation unserer Wirtschaft sind“, betonte Ministerpräsident Kretschmann und erklärte, der Regierungschef dieses Landes achte darauf, dass genügend Haushaltsmittel für Innovationsprojekte zur Verfügung stünden. Leider fehle es manchmal am „Spirit der Industrie“, Start-ups im Hochtechnologiebereich zu unterstützen. Mit nicht weniger als 30 Millionen Euro Investitionskosten rechnet man bei Perosol im Hinblick auf die notwendigen Maschinen. Für das ganze Team am IVP war der ministeriale Besuch ein besonderes Erlebnis. „Es ist schon eine Auszeichnung und ein großes Kompliment, dass sich der Ministerpräsident für unsere Forschung interessiert“, sagte Saliba.

Am 4. Oktober 2023 richten das IVP und Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung (ZSW) an der Universität Stuttgart den 2. Perowskit-Kongress Baden-Württemberg aus.