Der billigste Weg, Sonnenlicht in Strom zu verwandeln

Eine Siliziumsolarzelle wandelt in der Produktion gut zwanzig Prozent des auftreffenden Sonnenlichts in Strom, gegen eine theoretische Obergrenze nahe dreiunddreißig Prozent für ein einzelnes Material. Handelszellen liegen inzwischen nah genug an dieser Grenze, dass weitere Verbesserung schrittweise und teuer ist.

Perowskite sind eine Kristallfamilie, die sich so einstellen lässt, dass sie einen anderen Teil des Spektrums aufnimmt, und die sich bei niedriger Temperatur aus einer Lösung abscheiden lässt statt als Block bei 1.400 Grad zu wachsen. Setzen Sie eine Perowskitschicht auf Silizium, und jede fängt einen anderen Teil des Lichts. Die theoretische Grenze für dieses Paar liegt über vierzig Prozent, Labor-Tandemzellen übersteigen dreiunddreißig, und die zusätzliche Schicht erhöht die Fertigungskosten kaum.

Warum das mehr zählt, als es klingt

Wirkungsgrad geht nicht um das Modul, sondern um alles andere. Das Modul ist heute die Minderheit der Kosten einer installierten Solaranlage. Fläche, Montage, Verkabelung, Wechselrichter, Genehmigungen und Arbeit skalieren mit der Fläche, nicht mit dem Ertrag. Ein Modul, das aus derselben Fläche dreißig Prozent mehr liefert, senkt all diese Kosten je Kilowattstunde.

Für ein Dach mit begrenzter Fläche ist das der Unterschied, ob der Verbrauch eines Haushalts gedeckt wird oder nicht.

Das Abbauproblem, genau

Perowskite sind ionische Kristalle, und die Eigenschaften, die sie leicht verarbeitbar machen, machen sie auch zerbrechlich.

Feuchtigkeit zersetzt sie, was die ganze Last auf die Verkapselung für fünfundzwanzig Jahre im Freien legt.

Wärme beschleunigt den Vorgang, und ein Modul in direkter Sonne erreicht regelmäßig fünfundsechzig Grad.

Das Licht selbst kann dazu führen, dass sich die Zusammensetzung entmischt, was den Wirkungsgrad über die Zeit senkt, und zwar genau unter den Bedingungen, für die das Bauteil gedacht ist.

Der Fortschritt war erheblich. Bauteile bestehen heute genormte Alterungstests, die vor fünf Jahren nichts bestand. Die Lücke ist, dass diese Tests für Silizium entworfen und an Jahrzehnten von Silizium-Felddaten geeicht wurden. Ob sie die Lebensdauer von Perowskit vorhersagen, ist nicht bekannt, und der einzige Weg, es herauszufinden, ist, Module jahrelang draußen zu lassen.

Die Bleifrage, fair beantwortet

Die leistungsfähigsten Perowskite enthalten Blei. Die Menge in einem Modul ist klein, vergleichbar mit dem Blei in mancher Elektronik, und sie ist wasserlöslich, was bei einem beschädigten Modul die eigentliche Sorge ist. Verkapselung und Rücknahmesysteme begegnen dem, und bleifreie Alternativen gibt es mit geringerem Wirkungsgrad.

Das ist eine beherrschbare regulatorische Frage statt einer Hürde, und in Europa wird es ohnehin eine Vermarktungsfrage sein.

Wo es zuerst auftaucht

Tandemzellen auf Silizium, in Standardmodulformaten, von Herstellern, die ohnehin Siliziummodule bauen. Pilotlinien laufen, und erste Handelsmengen sind ausgeliefert. Dünne, biegsame reine Perowskitfolien für Fassaden, Fahrzeuge und tragbare Anwendungen sind ein eigener, kleinerer Markt, in dem die Haltbarkeitsanforderung niedriger ist, weil die erwartete Lebensdauer kürzer ist.

Die Branchenstruktur zählt hier: Solarfertigung ist brutal wettbewerbsintensiv mit dünnen Margen, was heißt, dass eine neue Technik sofort in der Größe funktionieren muss oder sich nicht finanzieren lässt.

Worauf zu achten ist

Achten Sie auf einen Hersteller, der für ein Tandemmodul die übliche Garantie über fünfundzwanzig Jahre gibt, den Moment, in dem die Abbaufrage kaufmännisch beantwortet ist. Achten Sie auf Felddaten von Anlagen, die älter als drei Jahre sind. Und achten Sie auf den Wirkungsgrad ganzer Module, nicht von Laborzellen, die meist einen Quadratzentimeter groß sind.