Erneuerbare Energien

Spürst du es auch? Weshalb Perowskit-Solarzellen mit EC-Schutz jetzt alles auf den Kopf stellen

von Artisan Baumeister · 24. April 2025

Ein internationales Forscherteam erzielt erstmals 1.000 Stunden Haltbarkeit bei extremen Klimabedingungen für Perowskit-Solarzellen mit EC-basiertem Schutz. Das ist ein entscheidender Schritt hin zur Serienfertigung – und zum Angriff auf aktuelle Siliziumtechnologien.

Inhaltsübersicht

Einleitung
Das Material, das alles ändert: Wie EC die Achillesferse der Perowskit-Zelle schließt
1.000 Stunden Realitätstest: Wer steht dahinter und wie wurde getestet?
Was bedeutet das jetzt für Solarmarkt und Alltag?
Fazit

Einleitung

Solche Ergebnisse hat die Solarbranche gebraucht: Perowskit-Solarzellen galten bisher als Hoffnungsträger, deren Schwäche stets die Haltbarkeit unter realen Umweltbedingungen war. Jetzt demonstriert ein Team aus Südkorea, wie Perowskit-Zellen mit einer innovativen EC-basierten Schutzschicht größere Hitzewellen und Feuchtigkeit überdauern – 1.000 Stunden bei 85 Grad und 85 Prozent Feuchte sprechen eine klare Sprache. Dieser Durchbruch räumt ein zentrales Hindernis für den Sprung in die industrielle Fertigung aus dem Weg. Zeit, einmal genauer hinzuschauen: Was macht diese Technologie anders? Wer steckt hinter diesem Meilenstein? Und wie bewegt das den globalen Solarmarkt?

Das Material, das alles ändert: Wie EC die Achillesferse der Perowskit-Zelle schließt

Perowskit-Solarzellen sind faszinierende Leistungsträger der neuen Solartechnologie – ihr größtes Hindernis war bisher die mangelnde Langzeitstabilität. Genau hier setzt der Durchbruch mit Ethylencarbonat (EC) an, das als Zusatz in der Lochtransportschicht dient. Aber was unterscheidet EC so signifikant vom bisherigen Standard, dem 4-tert-Butylpyridin (tBP)?

Chemische Stabilität: EC ist viel weniger flüchtig als tBP. Während tBP unter Hitze und Feuchtigkeit schnell verdampft und die Zellstruktur destabilisiert, bleibt EC verlässlich in der Transportmatrix. So wird die Reaktionsfreudigkeit gegenüber Feuchtigkeit und Sauerstoff deutlich gesenkt – ein echtes Ass im Ärmel der Materialwissenschaft.
Physikalische Eigenschaften: Die Glasübergangstemperatur – also der Punkt, an dem das Material von fest zu verformbar wechselt – liegt bei EC deutlich höher. Das schützt die EC-beschichtete Solarzelle auch bei 85 °C und hoher Luftfeuchte vor mechanischem Versagen.
Degradationsmechanismen: Im ISOS-D-3 Test über 1.000 Stunden zeigten die EC-basierten Zellen kaum Effizienzverluste. EC blockiert die Pfade, auf denen Feuchtigkeit und Hitze bislang den Perowskit angreifen konnten – ganz ohne die üblichen Leistungsabfälle.

Das Ergebnis: Ein Leistungsplateau, das sich sehen lassen kann. Die Solarzellen bewahren selbst nach Dauerbelastung laut Bericht über 85 % ihrer Anfangsleistung – mit einem Spitzenwirkungsgrad von 25,56 %. Für die Photovoltaik Durchbruch schlechthin und ein neues Argument in der Debatte Silizium vs. Perowskit. Mit EC als starker Schutzschicht wird der Weg frei für industrialisierte Produktion, stabile Modulzulassung nach IEC-Norm und einen echten Fortschritt für erneuerbare Energien.

1.000 Stunden Realitätstest: Wer steht dahinter und wie wurde getestet?

Ein internationales Team mit ehrgeizigem Ziel

Perowskit-Solarzellen auf dem Prüfstand: Die jüngsten Fortschritte trägt ein Forschungsteam aus Südkorea, angeführt von der Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST) und der Gyeongsang National University. Sie haben sich eine der härtesten Nüsse der Solartechnik vorgenommen: Die Langzeitstabilität bei Hitze und Feuchte. Mit im Boot waren weitere Institute, die sich auf Materialforschung und Photovoltaik spezialisiert haben.

Der ISOS-D-3 Test – Realwelt-Härtetest für Solarzellen

Der eigentliche Showdown fand im ISOS-D-3 Test statt. Das klingt technisch, ist aber einfach gesagt der knallharte Realitätscheck: Über 1.000 Stunden mussten EC-beschichtete Solarzellen bei 85 °C und 85 % Luftfeuchtigkeit durchhalten. Der Standard hat sich als Benchmark etabliert, weil er typische Extrembedingungen in Solarmodulen über viele Jahre hinweg simuliert – ein echtes „Survival Training“, bevor ein Produkt die Modulzulassung auf Basis der IEC-Norm erhalten kann.

Vergleich mit dem Status Quo

Konventionelle Perowskit-Zellen setzen bislang meist auf 4-tert-Butylpyridin (tBP). Doch gerade diese Variante verliert unter realen Bedingungen oft früh an Leistung: Flüchtigkeit und niedrige Glasübergangstemperatur sorgen für schnelle Degradation. Die EC-basierten Zellen aus UNISTs Labor dagegen hielten nach 1.000 Stunden Belastung noch über 85 % ihres initialen Wirkungsgrads von 25,56 % – ein Durchbruch, der sich rasch über internationale Fachjournale verbreitete.

Ein Team, ein Ziel – und der internationale Durchbruch

Den Anstoß gab die Kooperation der Institute selbst: Ab der Veröffentlichung der Ergebnisse wurde die Diskussion rund um Perowskit Photovoltaik, Solarzellen Effizienz und erneuerbare Energien international geführt. Der Photovoltaik Durchbruch ist damit kein Laborgerücht mehr – sondern ein weltweiter Weckruf für die Solartechnologie.

Was bedeutet das jetzt für Solarmarkt und Alltag?

Frischer Wind im Wettbewerb: Silizium vs. Perowskit

Perowskit-Solarzellen stehen dank des Erfolgs mit Ethylencarbonat (EC) vor einem spürbaren Sprung nach vorn. Ihre bisher notorische Achillesferse – die Langzeitstabilität im realen Klima – wurde durch die EC-beschichtete Solarzelle adressiert: Im ISOS-D-3 Test widerstanden die Zellen 1.000 Stunden bei 85 °C und 85 % Feuchte, bei weiterhin über 85 % Erhalt der ursprünglichen Solarzellen Effizienz. Für den establishierten Warenkorb aus Silizium-Modulen, deren Technik seit Jahren auf industriellen Massenfertigungsstraßen abrollt, entsteht plötzlich echter Konkurrenzdruck. Besonders im Tandem-Format (Silizium plus Perowskit) könnte die Perowskit Photovoltaik jetzt neue Effizienz-Benchmarks setzen.

Chancen und Herausforderungen auf dem Weg zur Massenproduktion

Die positiven Langzeitergebnisse rütteln die Branche spürbar wach. Erste Industriegespräche mit Modulherstellern laufen, doch das Rennen um die Modulzulassung nach IEC-Norm beginnt jetzt erst. Die IEC-Anforderungen sind kein Papierkram: Bevor EC-beschichtete Solarzellen aufs Dach kommen, muss ihre Haltbarkeit in deutlich längeren Zeiträumen und unterschiedlichsten Klimazonen belegt werden. Für die Massenfertigung steht die Skalierung der EC-Schichtprozesse auf großen Glasflächen an. Die Glasübergangstemperatur von EC verleiht dabei einen Vorteil – das Material bleibt stabiler als die bisherigen Additive wie tBP.

Fazit

Der Photovoltaik Durchbruch ist in Griffweite – aber der letzte Schritt hin zum globalen Alltagsprodukt verlangt noch Pilotfertigung, Zertifizierung und zuverlässige Produktionsprozesse. Wer die Hürde zuerst nimmt, könnte tatsächlich die Spielregeln im Markt für erneuerbare Energien neu ausrichten.

Fazit

Die Vorstellung, dass Perowskit-Solarzellen auch unter härtesten Bedingungen über Monate hinweg stabil bleiben, ist keine Zukunftsmusik mehr – sie ist Realität. Ethylencarbonat in der Lochtransportschicht hat eine Schwachstelle der Technologie beseitigt und treibt sie mit Volldampf in Richtung Marktreife. Das Potenzial für günstigere, flexiblere und leistungsstarke Photovoltaik wächst spürbar. Die nächsten Jahre werden zeigen, wie Hersteller, Zulassungsbehörden und Investor:innen auf die neuen Möglichkeiten reagieren.

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