Forscher haben einen Roboter entwickelt, der die perfekte Material-Mischung für Perowskit-Solarzellen finden soll. Das könnte die Forschung deutlich beschleunigen.
Der Ausbau von Solaranlagen schreitet weiter voran. Bis zum Jahr 2030 möchte die Bundesregierung hierzulande rund 215 Gigawatt an Leistung installieren. Damit würde ein erheblicher Anteil unserer Energie aus der Sonne stammen. Doch wie lässt sich der Anteil von Solarenergeie erhöhen, ohne zusätzliche Flächen zu beanspruchen?
Die Lösung des Problems liegt in der Entwicklung von noch effektiveren Solarzellen. Inzwischen liegt der Fokus dabei nicht mehr nur auf klassischen Panels aus Silizium, sondern auch auf der Nutzung von Perowskit. Denn gängige Siliziumzellen erreichen bereits ihren maximalen Wirkungsgrad von 30 Prozent. Eine Mischung mit Perowskit könnte diesen Wert aber erhöhen.
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Roboter sucht perfekte Material-Mischung für Perowskit-Solarzellen
Die Versuche erscheinen vielversprechend. Denn Anfang des Jahres erreichte ein Forscherteam einen Wirkungsgrad von 33 Prozent. Doch die Erforschung der perfekten Hybrid-Zelle birgt auch einige Herausforderungen. Denn Perowskit ist ziemlich vielfältig. Es besteht eine schier unendliche Menge an möglichen Mischungen. Doch welche ist die richtige?
Diese Frage stellten sich auch Forscher der staatlichen Universität von North Carolina. Da das Vermischen und Ausbringen der möglichen Verbindung ziemlich zeitaufwendig ist, holten sie sich die Unterstützung von RoboMapper, einem automatisierten System aus zwei verschiedenen Hauptbestandteilen. Der erste Roboter mischt verschiedene Perowskit-Verbindungen an, der zweite Roboter druckt die so entstehende Tinte auf ein Substrat.
Forschung und Entwicklung beschleunigt sich um den Faktor 14
Das bringt unter anderem den Vorteil, dass sich Hunderte kleine Proben auf einem Chip testen lassen. Die Forscher sprechen davon, dass sich dadurch die Erforschung der idealen Mischung um den Faktor 14 beschleunigen dürfte. In einer Demonstration vermischte RoboMapper drei Zutaten in Hunderten Mischverhältnissen zusammen und brachte die Proben auf eben einem Chip an.
Bisher funktioniert das System nur für Perowskit-Mischungen, denn eine Zelle aus Silizium und Perowskit können die Forscher bisher nicht herstellen. Dennoch zeigt das Team, inwiefern Automatisierung die Erforschung von essenziellen Technologien beschleunigen kann. Der Einsatz ist nicht nur auf Solarzellen beschränkt. RoboMapper lie0e sich auch für die Entwicklung von Halbleitern modifizieren.
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