Die Solarindustrie steht an einem Wendepunkt: Perowskit-Solarzellen könnten Silizium-basierte Module als dominierende Technologie der Photovoltaik ablösen. Eine neue Analyse der Marktforscher von IDTechEx prognostiziert, dass der Markt für Perowskit-Photovoltaik bis 2035 ein jährliches Umsatzvolumen von knapp 12 Milliarden US-Dollar erreichen wird. Die Kombination aus Flexibilität, Kostenvorteilen und überragender Effizienz macht diese Technologie zu einem Hoffnungsträger der Energiewende.
Die Vorteile von Perowskit im Vergleich zu Silizium
Während Silizium seit Jahrzehnten die Photovoltaik dominiert, stößt diese Technologie an ihre Grenzen. Der Wirkungsgrad von Silizium-Solarzellen nähert sich mit knapp 30 Prozent dem physikalischen Limit, und die starren, schweren Module sind nur begrenzt anpassungsfähig. Perowskit-Solarzellen hingegen bieten zahlreiche Vorteile:
- Höherer Wirkungsgrad durch Tandemtechnologie
Durch die Kombination von Perowskit mit Silizium in Tandemzellen können Wirkungsgrade von bis zu 43 Prozent erreicht werden – ein deutlicher Fortschritt gegenüber reinen Silizium-Modulen. Perowskit-Materialien können speziell angepasst werden, um unterschiedliche Wellenlängen des Sonnenlichts effizient zu nutzen. So absorbiert Perowskit kurzwelliges (blaues) Licht besser, während Silizium im langwelligen (roten) Bereich punktet. - Leicht und flexibel
Im Gegensatz zu starren Silizium-Modulen lassen sich Perowskit-Solarzellen als hauchdünne Schichten auf flexible Substrate wie Kunststoff auftragen. Diese Eigenschaft ermöglicht innovative Anwendungen, etwa in tragbaren Geräten, Fahrzeugen oder gebäudeintegrierten Photovoltaiklösungen wie Solarfenstern oder Fassadenmodulen. - Kosteneffiziente Produktion
Die Herstellung von Perowskit-Solarzellen ist im Vergleich zu Silizium wesentlich weniger energieintensiv. Perowskite können mittels einfacher, skalierbarer Verfahren wie Rolle-zu-Rolle-Drucktechniken produziert werden. Zudem sind die Rohstoffe für Perowskit-Solarzellen reichlich vorhanden und kostengünstig, was ihre Produktion wirtschaftlich attraktiv macht.
Marktperspektiven und Anwendungen
Die zunehmende Nachfrage nach Solarenergie, angetrieben durch den weltweiten Ausbau erneuerbarer Energien, schafft enormes Potenzial für Perowskit-Solarzellen. Besonders Perowskit/Silizium-Tandemzellen gelten als Schlüsseltechnologie. Sie kombinieren die mechanischen Eigenschaften herkömmlicher Module mit einer höheren Leistungsdichte und könnten bestehende Solarfarmen und Dachinstallationen effizienter machen.
Wissenschaftlern gelang im Fraunhofer Leitprojekt MaNiTU bereits die Herstellung einer Perowskit-Silizium Tandemsolarzelle mit 31,6 Prozent Wirkungsgrad auf 1 Quadratzentimeter. Theoretisch wären bis zu 43 Prozent möglich. Foto: Fraunhofer ISE
Ein weiteres Anwendungsgebiet ist die gebäudeintegrierte Photovoltaik (BIPV). Hier ersetzen Solarzellen klassische Baumaterialien wie Fenster oder Dachziegel und ermöglichen so eine nahtlose Integration erneuerbarer Energiequellen in die Architektur.
Herausforderungen und Zukunftsaussichten
Trotz der vielen Vorteile stehen Perowskit-Solarzellen noch vor Herausforderungen. Die Langzeitstabilität der Module ist derzeit ein Fokus der Forschung, da Perowskit-Materialien empfindlich auf Feuchtigkeit und UV-Strahlung reagieren. Fortschritte bei der Materialentwicklung und Schutzbeschichtungen könnten diese Probleme jedoch lösen und die Lebensdauer der Module deutlich verlängern.
IDTechEx geht davon aus, dass ab 2030 – mit dem Auslaufen vieler erster Solaranlagen-Generationen – Perowskit/Silizium-Tandemzellen zunehmend Marktanteile gewinnen werden. Dank ihrer überlegenen Leistungsfähigkeit und der Möglichkeit, bestehende Silizium-Produktionslinien aufzurüsten, könnten sie die Solarbranche nachhaltig prägen.
Fazit: Eine Technologie mit Potenzial für die Energiewende
Perowskit-Solarzellen kombinieren hohe Effizienz, niedrige Kosten und flexible Einsatzmöglichkeiten. Sie könnten nicht nur bestehende Silizium-Module verbessern, sondern auch neue Anwendungsfelder erschließen. Als Schlüsseltechnologie für die nächste Generation der Photovoltaik bieten sie enormes Potenzial für die Energiewende – und eine spannende Perspektive für die Zukunft der Solarenergie.