Am Helmholtz-Zentrum Berlin wird auf einem Freilicht-Messstand das Langzeitverhalten unterschiedlicher Photovoltaik-Technologien protokolliert. Unter anderem entstand hier die nach Angaben der Wissenschaftler bislang längste Messreihe zu Perowskit-Solarzellen im Außeneinsatz. Eine der zentralen Erkenntnisse zur Perowskit-Solarzellen Leistungsschwankungen: Die Zellen verlieren im Winter deutlich an Wirkungsgrad.
Perowskit-Solarzellen zeigen mittlerweile auch über mehrere Jahre stabile Wirkungsgrade. In den Wintermonaten gehen diese jedoch deutlich zurück. Das ergaben Langzeitmessungen am Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB). Dort wurden kleine, in Glas verkapselte Perowskit-Zellen untersucht. Ein Forschungsteam um Carolin Ulbrich und Mark Khenkin hat die Daten aus vier Jahren Freilicht-Messungen ausgewertet. Damit legten sie laut Institut die bislang längste Messreihe zu Perowskit-Zellen im Außeneinsatz vor.
Die Resultate, heißt es in einer Mitteilung, seien auch deshalb bedeutsam, weil Perowskit-Solarzellen im Labormaßstab mittlerweile Wirkungsgrade von bis zu 26,95 Prozent erreichen (gemeint sind hierbei nicht Perowskit-Tandemzellen, die noch deutlich höhere Werte erreichen), einfach herzustellen und preisgünstig seien – und weil erste Solarzellen auf Perowskit-Basis bereits auf dem Markt sind (auch dies betrifft insbesondere Module mit Tandemzellen). Es sei deshalb umso wichtiger „das langfristige Verhalten solcher Perowskit-Solarzellen im Außeneinsatz zu verstehen, damit sich Energieerträge und Lebensdauern noch besser vorhersagen lassen.“
Die Teststation am HZB wurde im Rahmen des Projekts TAPAS in Kooperation mit der Universität Ljubljana eingerichtet.
Die dort neben weiteren Solarzellen unterschiedlicher Technologien seit vier Jahren platzierten kleinen Perowskit-Zellen wurden am HZB im Team von Eva Unger hergestellt. „Ermutigend“ nennt das Institut die Ergebnisse der Messungen: „In den ersten beiden Sommern blieb die Spitzenleistung nahezu gleich, zwischen dem ersten und vierten Sommer ging die Effizienz absolut nur um etwa 2 Prozent zurück.“
In den Wintermonaten allerding sank die Effizienz um circa 30 Prozent. Hierfür nennt das Team mehrere Ursachen. Zum einen ist in höheren Breitengraden wie in Berlin die Spektralverteilung des Sonnenlichts eine andere als in Äquatornähe. Es gibt mehr „blaue“ Anteile im Sommer und mehr „rote“ im Winter. Weil Perowskit-Solarzellen vor allem die blauen Anteile des Lichts in elektrische Energie umwandeln, könnten sie am Äquator effizienter arbeiten. Dort sind die Spektralverschiebungen im Jahresverlauf geringer. Deshalb bringen sie „vermutlich im Jahresverlauf einen konstanteren Ertrag“. Auch der Tagesverlauf spielt eine Rolle, erklärt Mark Khenkin. „Was Perowskit-Solarzellen von ausgereifteren Photovoltaik-Technologien unterscheidet, ist ihre Fähigkeit, den Wirkungsgrad im Tages-Nacht-Zyklus oft reversibel zu verändern. Diese Eigenschaft trägt wesentlich zu den beobachteten starken Perowskit-Solarzellen Leistungsschwankungen bei.“
Die Daten wertete Doktorand Marko Remec aus. Historische Mitteilung des HZB vom 21. Juli 2025; geprüft am 9. Oktober 2026. Primärquelle.
