Fortschritte bei der Herstellung von Solarzellen mittels 3D-Druck

(6.5.2025) An der Universität Swansea (Wales, Vereinigtes Königreich) ist es gelungen, Perowskit-Solarzellen durch den Einsatz von 3D-Drucktechnologie herzustellen. Diese Methode ermöglicht die Produktion flexibler Solarzellen in Folienform, die potenziell kostengünstig und für verschiedene Anwendungen geeignet sein könnten. Eine spezielle Klebetechnologie unterstützt die Befestigung auf unterschiedlichen Oberflächen.

Dr. David Beynon (links) und Dr. Ershad Parvazian (rechts) halten eine Probe des neuen vollständig im Roll-to-Roll-Verfahren (R2R) beschichteten Bauteils in den Händen. (Bild: Swansea University) 

Perowskit vs. Silizium

Perowskit, ein vergleichsweise häufig vorkommendes Mineral, wird als Alternative zu Silizium in der Photovoltaikforschung untersucht. Ein entscheidender Fortschritt bei der 3D-Druck-basierten Herstellung, war die Entwicklung einer geeigneten Lösemittelmischung. Diese ermöglicht es, die erste Schicht in Form eines Films aufzutragen, ohne darunterliegende Schichten aufzulösen. Dadurch kann die Beschichtung kontinuierlich bei hoher Temperatur und niedriger Geschwindigkeit erfolgen. Bislang wurden etwa 20 m der erzeugten Solarfolie hergestellt.

Geplante Anwendung und Weiterentwicklung

Im nächsten Entwicklungsschritt ist die Integration der Perowskit-Folie in Solarpaneele vorgesehen, um deren Praxistauglichkeit in gebäudebezogenen Anwendungen zu prüfen. Langfristig wird an einer wirtschaftlichen Produktion in größeren Stückzahlen gearbeitet. Potenzielle Einsatzbereiche reichen von der Gebäudeintegration über Fahrzeuge bis hin zu mobilen elektronischen Geräten.

Aktueller Stand bei organischen Solarfolien

Unabhängig davon sind bereits Folien auf Basis organischer Solarzellen in Serienproduktion. So hat die Heliatek GmbH mit Sitz in Dresden rund 5.000 m² dieser Folien hergestellt. Derzeit werden diese Produkte an Industriekunden geliefert; eine Ausweitung auf den Endkundenmarkt ist geplant. Die Folien sind besonders leicht, flexibel und nur wenige Millimeter dick.

Verbindungstechnologie

Für die Befestigung der Solarfolien auf unterschiedlichen Untergründen kommen Klebstoffe zum Einsatz. Diese ermöglichen eine flächige Verbindung mit Materialien wie Glas, Kunststoff oder Metall und bieten gestalterische sowie funktionale Vorteile, insbesondere im Hinblick auf eine unauffällige Integration.

Ausblick

Die laufenden Entwicklungen im Bereich der Solarfolienherstellung zeigen einen kontinuierlichen Fortschritt bei Materialien und Fertigungstechnologien. Der Einsatz von Klebstoffen trägt zur praktischen Umsetzung dieser Lösungen bei, insbesondere bei der Installation auf komplexen oder sensiblen Oberflächen.