Schichtsysteme für nachhaltige Photovoltaik

Die Kosten, Haltbarkeit und Effizienz dieser Solarzellen stellen jedoch eine große Herausforderung dar. Das Fraunhofer FEP entwickelt im Rahmen der EU-geförderten Projekte PEARL und BOOSTER neue Beschichtungs- und Prozesstechnologien, die die Haltbarkeit und Effizienz von Solarzellen entscheidend steigern und Kosten- sowie Materialaufwand nachhaltig senken sollen. Auf der Messe BAU 2025 präsentiert das Fraunhofer FEP eine Reihe wegweisender Technologien und zeigt ihre Anwendungsmöglichkeiten im Bau- und Gebäudebereich vom 13. bis 17. Januar 2025 am Fraunhofer-Gemeinschaftsstand in Halle C2, Stand 528.

Der Bau- und Gebäudesektor steht vor großen Herausforderungen: Klimawandel, steigende Energiepreise und strengere Regulierungen erfordern nachhaltige Lösungen, um den Energiebedarf von Gebäuden zu senken und die CO₂-Bilanz zu verbessern. Eine Schlüsselrolle spielt dabei die Solarenergie, insbesondere innovative Technologien wie die Perowskit-Solarzellen. Diese neuartigen Zellen bieten großes Potential für gebäudeintegrierte Photovoltaik, da sie flexibel, leicht und kostengünstig herzustellen sind und mit enormen Effizienzfortschritten in den letzten Jahren beeindrucken.

Auf dem Weg vom Labormuster hin zu in der Praxis einsetzbaren Photovoltaik-Modulen sind weitere Anstrengungen hinsichtlich Haltbarkeit und Stabilität erforderlich. Ebenso bieten flexible organische Solarzellen großes Potential zur Gebäudeintegration, haben aber auch noch Optimierungsspielraum in den Herstellprozessen und hinsichtlich der Steigerung ihrer Effizienz und Lebensdauer. Das Fraunhofer-Institut für Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP forscht daher im Rahmen der zwei EU-geförderten Projekte PEARL und BOOSTER an neuen Materialien und Beschichtungstechnologien, um diese Herausforderungen zu überwinden und Komponenten für nachhaltige, langlebige Solarlösungen für den Bau- und Gebäudesektor zu entwickeln.

Als international führendes Institut für die Entwicklung innovativer Schichtsysteme und Beschichtungsverfahren auf flexiblen Materialien leistet das Fraunhofer FEP mit seiner umfassenden Expertise in der Vakuumbeschichtung und Plasmatechnologie entscheidende Beiträge zur Weiterentwicklung von Technologien in Sheet-to-Sheet und Rolle-zu-Rolle Verfahren. Diese Verfahren kommen in verschiedenen Industrien zur Anwendung. Speziell für den Bau- und Gebäudesektor entwickeln die Wissenschaftler des Fraunhofer FEP maßgeschneiderte Beschichtungen, die den hohen Anforderungen an Langlebigkeit, Energieeffizienz und Nachhaltigkeit gerecht werden.

PEARL – Flexible Perowskit-Solarzellen für nachhaltige Energie

Im Rahmen des EU-geförderten Projekts PEARL (grant agreement no. 101122283) entwickelt das Fraunhofer FEP gemeinsam mit internationalen Partnern unter Koordination des finnischen VTT Technical Research Centre Ltd. flexible Perowskit-Solarzellen der nächsten Generation. Die Forschenden in Dresden wollen dazu in den nächsten Jahren eine kombinierte Permeationsbarriere mit einer transparenten Elektrodenschicht entwickeln, die sowohl die Haltbarkeit als auch die Effizienz der Solarzellen signifikant verbessert. Diese Technologie ermöglicht es, Produktionsmaterialien und -schritte zu reduzieren, was die Herstellung flexibler Solarzellen kosteneffizienter und nachhaltiger gestaltet.