Projekt am MZE

KeraSolar: KIT vereint Vorteile verschiedener Solarzellentechnologien

Solarzellen KIT
Im Projekt „KeraSolar“ sollen neue Materialkonzepte für Solarzellen erforscht werden. Bild: Markus Breig/KIT
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Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) wollen Wissenschaftler ein neues Konzept für Solarzellen entwickeln. Im Projekt mit dem Namen „Neuartige flüssig-applizierte keramische Solarzellen“ (KeraSolar) verbinden die Forscher Photovoltaik mit keramischen Funktionsmaterialien. So lassen sich die Vorteile verschiedener Solarzellentechnologien bündeln: Die Druckbarkeit organischer und die Langzeitstabilität kristalliner Solarzellen sowie die Ferroelektrizität von Perowskit-Solarzellen.

Sonnenenergie ist ein wichtiger Grundpfeiler für eine künftige CO2-neutrale Energieversorgung. Solarzellen können diese einsammeln und in nutzbare elektrische Energie umwandeln. Die Forscher des KIT wollen mit KeraSolar ein komplett neues Materialkonzept für Solarzellen entwickeln, gibt das Institut in einer Pressemitteilung bekannt. Das auf sechs Jahre angelegte Projekt wird von der Carl-Zeiss-Stiftung mit 4,5 Millionen Euro gefördert.

Die neuen Funktionsmaterialien werden aus Keramikwerkstoffen hergestellt. Davon versprechen sich die Forscher eine außerordentliche Robustheit und Langzeitbeständigkeit. Doch diese beiden Eigenschaften reichen nicht aus, denn moderne Solarzellen müssen ebenso beliebig formbar und integrierbar sein. Nur so ist die Verwandlung von quasi jeder Fläche in ein Sonnenkraftwerk möglich. Und auch das alleine reicht nicht: Die Produktion der nächsten Zellengeneration muss so wenig Energie wie möglich verbrauchen, die Herstellungsprozesse sollten ohne giftige Substanzen auskommen und die notwendigen Rohstoffe ausreichend verfügbar sein.

An diesem Punkt kommen die Vorteile keramischer Funktionsmaterialien zum Tragen: Sie bieten nahezu unendliche Möglichkeiten, Elemente und Verbindungen miteinander zu kombinieren und so maßgeschneiderte Materialeigenschaften zu erzielen. Damit eröffnet sich dem Projektteam ein großes neues Forschungsfeld.

MZE als Vorzeigeprojekt der modernen Materialforschung

Das KeraSolar-Projekt ist am Materialwissenschaftlichen Zentrum für Energiesysteme (MZE) des KIT angesiedelt. Das MZE orientiert sich programmatisch an den großen Forschungsthemen rund um die Energiewandlung und -speicherung. „Wir freuen uns, dass sich das MZE innerhalb kürzester Zeit zu einem Vorzeigeprojekt der modernen, multidisziplinären Materialforschung entwickelt hat, dessen Leistungen durch KeraSolar anerkannt und nachhaltig unterstützt werden“, sagt Professor Michael J. Hoffmann, einer der Initiatoren des MZE. Hoffmann zeigt sich über die Förderung der Carl-Zeiss-Stiftung sehr erfreut, die einen Forschungszeitraum von sechs Jahren ermöglicht.

Etwa die Hälfte der 16 Arbeitsgruppen am MZE, die aus unterschiedlichen wissenschaftlichen Disziplinen kommen, werden am Projekt mitwirken. Dabei bringen sie ihre Expertise aus der Elektrotechnik, den Materialwissenschaften, der Physik und der Chemie ein. Sie verbinden experimentelle Herangehensweisen mit theoretischen Überlegungen. „Dank der Wissenschaftler aus vollkommen unterschiedlichen Disziplinen und Hintergründen ist es uns möglich, ein derart herausforderndes Forschungsprojekt auf die Beine zu stellen“, sagt Dr. Alexander Colsmann, der gemeinsam mit Hoffmann das Projekt koordiniert. Eine neue, speziell für das Projektteam von KeraSolar eingerichtete experimentelle Plattform soll dabei helfen, die Solarzellenforschung des KIT langfristig zu prägen. (wag)


Kontakt zum KIT

Karlsruher Institut für Technologie
Kaiserstraße 12
76131 Karlsruhe
Tel.: +49 721 6080
E-Mail: info@kit.edu
Website: www.kit.edu

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