Perowskit-Solartechnologie nähert sich der Marktreife
Der lang erwartete kommerzielle Durchbruch für Perowskit-Solarzellen scheint sich zu beschleunigen. Jüngste Haltbarkeitsergebnisse aus Feldtests und Pilotproduktionslinien zeigen signifikante Fortschritte auf dem Weg zur Marktreife. Einst als vielversprechende, aber instabile Labor-Kuriosität betrachtet, werden Perowskit-Photovoltaik-Systeme nun hochskaliert. Hersteller berichten von Modullebensdauern von mehr als 10 Jahren und schließen damit die Lücke zum 25-Jahres-Benchmark konventioneller Siliziummodule.
Haltbarkeitsdurchbrüche stärken das kommerzielle Vertrauen
Jüngste Fortschritte in der Materialtechnik und bei Verkapselungstechnologien haben die Stabilität von Perowskit-Solarzellen dramatisch verbessert. Laut einem Perspektivenartikel in Nature Energy stehen Perowskitzellen, obwohl sie vielversprechende Energieumwandlungswirkungsgrade erreicht haben, unter komplexen Stressfaktoren in realen Bedingungen, einschließlich Licht, Wärme, Feuchtigkeit, mechanischer Belastung und elektrischem Potenzial. Die Autoren plädieren für einen Haltbarkeits-Lernzyklus, der die Photovoltaik-Modultechnik mit Feldtests, beschleunigten Tests und Vorbehandlung integriert.
'Der Nachweis der Haltbarkeit unter realen Bedingungen ist wichtiger als einfach nur die Verfolgung höherer anfänglicher Wirkungsgrade, damit Perowskit-Photovoltaik-Systeme kommerzielle Lebensfähigkeit erreichen', betonen die Forscher.
Wichtige Verbesserungen umfassen Materialtechnik zur Verbesserung der intrinsischen Stabilität durch chemische Zusammensetzungsmodifikationen und hochwertige Verkapselungsmethoden wie Glas-Glas-Versiegelung. Unternehmen wie Tandem PV und Oxford PV haben in Labortests Jahrzehnte an projizierter Haltbarkeit demonstriert und wichtige Zuverlässigkeitsstandards bestanden.
Produktionshochskalierung beschleunigt sich
Die Solarindustrie erlebt eine bedeutende Verschiebung hin zur Perowskit-Technologie, wobei große Hersteller in die Pilotproduktion gehen. Auf der Messe The smarter E Europe im Mai 2025 zeigten mindestens fünf große Solarhersteller Perowskit-Silizium-Tandem-Prototypen, was wachsendes industrielles Vertrauen signalisiert.
Der chinesische Hersteller Huasun hat eine 100-MW-Pilotproduktionslinie eingerichtet und erwartet ab 2026 eine begrenzte Verfügbarkeit von Tandemmodulen mit einer Ziel-Leistungsklasse von mindestens 800 W. Oxford PVs aktuelle 'Centaur'-Serie erreicht 25 % Modulwirkungsgrad mit Plänen für 26 % im Jahr 2026 und hat seine Technologie an Trinasolar für die chinesische Produktion lizenziert.
'Wir sehen, wie die Industrie von Forschung und Entwicklung zur tatsächlichen Produktionshochskalierung übergeht', sagt ein Branchenanalyst. 'Die 100-MW-Pilotlinien stellen einen kritischen Schritt in Richtung Gigawatt-Produktion dar.'
Wirkungsgradrekorde fallen weiter
Perowskit-Solarzellen brechen weiterhin Wirkungsgradrekorde, während sie Haltbarkeitsbedenken angehen. Der chinesische Hersteller LONGi hält den Weltrekord für den Wirkungsgrad von Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen bei 34,6 %, während Forscher die Haltbarkeitsbeschränkungen von Perowskit im Vergleich zur 25-30-jährigen Lebensdauer von Silizium angehen.
Wichtige Fortschritte umfassen die University of Surrey, die die Lebensdauer von Blei-Zinn-Perowskit-Zellen mit Jodreduktionsmitteln um 66 % verlängert, australische Forscher, die haltbarere Chalkogenid-Perowskite entwickeln, und verschiedene Teams, die Wirkungsgrade zwischen 20-31 % bei verbesserter Stabilität erreichen. Innovationen in Materialien, Verarbeitungstechniken und grünen Lösungsmitteln treiben den Fortschritt in Richtung kommerzieller Lebensfähigkeit voran.
Marktprognosen und kommerzielle Versuche
Der Perowskit-Photovoltaik-Markt wird voraussichtlich bis 2035 fast 12 Milliarden US-Dollar erreichen, wobei Produkte bereits verfügbar sind und eine weitere Expansion erwartet wird, sobald Haltbarkeitsbedenken systematisch angegangen werden. Reale Feldtests sind im Gange, darunter ein 12,5-MW-Solarpark zur Bewertung der Langzeitleistung.
In den Vereinigten Staaten treiben drei Hersteller – CubicPV, Caelux und Swift Solar – die Perowskit-Silizium-Tandem-Solartechnologie in Richtung Kommerzialisierung voran. Caelux hat seine erste kommerzielle Lieferung von Active-Glas-Technologie für ein Großprojekt abgeschlossen und beansprucht 30 % höhere Leistungsdichte und 20 % niedrigere Projektkosten.
'Die Technologie stellt den nächsten Wirkungsgrad-Durchbruch dar, da Silizium seine Leistungsgrenzen erreicht', bemerkt ein Produktionsleiter. 'Wir sehen 10-30 % mehr Leistungsausbeute, was die Systemkosten erheblich senkt.'
Herausforderungen und Standardisierungsbedarf
Trotz der Fortschritte bleiben Herausforderungen bei der genauen Charakterisierung und Langzeithaltbarkeitstests bestehen, wobei standardisierte Protokolle benötigt werden. Die Industrie entwickelt spezialisierte LED-basierte Sonnensimulatoren und beschleunigte Testmethoden, um diesen Herausforderungen zu begegnen.
Bestehende Stresstests sagen die Feldleistung für neue Materialien wie Perowskite nicht angemessen voraus, und Forscher fordern die Entwicklung beschleunigter Tests, die Gerätemetastabilität, Materialvariationen und verschiedene Verarbeitungsmethoden berücksichtigen. Die Branche erwartet, dass die Perowskit-Silizium-Tandemtechnologie bis 2030 eine bedeutende Marktrolle spielen wird, was den vielversprechendsten Weg für zukünftige Solarwirkungsgradverbesserungen darstellt.
Mit mehr als 15 US-Unternehmen, die aktiv in Perowskit-PV investieren, und Start-ups wie Tandem PV, die 28 % Modulwirkungsgrad erreichen und 30 % bis Jahresende anstreben, entwickelt sich die kommerzielle Landschaft schnell. Da sich die Haltbarkeitsergebnisse weiter verbessern und die Produktion hochskaliert, scheint die Perowskit-Solartechnologie bereit zu sein, von einer vielversprechenden Laborinnovation zu einer Mainstream-kommerziellen Realität überzugehen.