Umweltauswirkungen von Solarmaterialien
Perowskit-Silizium weniger schädlich als reines Silizium
Eine Studie hat erstmals die Umweltauswirkungen von industriell hergestellten Perowskit-auf-Silizium-Tandem-Solarmodulen über den gesamten Lebenszyklus bewertet. Ergebnis: Die Tandem-Module sind über ihre Lebensdauer umweltfreundlicher als herkömmliche Silizium-Heterojunktion-Module.
Die Lebenszyklusbewertung von Perowskit-auf-Silizium-PV-Modulen stützte sich bisher stark auf Daten von Labor- und Testeinrichtungen und nicht von Herstellern. Nun haben Forschungsteams erstmals die Umweltleistung von industriell hergestellten Perowskit-Silizium-PV-Modulen bewertet. Hierfür stellte Oxford PV die Tandem-Solarmodule sowie Prozessdaten aus seiner Serienfertigung in Deutschland zur Verfügung.
»Wir haben festgestellt, dass Perowskit-auf-Silizium-PV-Module über eine Lebensdauer von 25 Jahren umweltfreundlicher sind als herkömmliche Silizium-Heterojunction-Module«, sagt Bernd Stannowski vom Helmholtz-Zentrum Berlin, Ko-Autor der Studie.
Dabei bewerteten die Forscher eine Reihe von Kategorien, darunter Wasserverbrauch, Toxizität für Mensch und Gewässer, Metallverbrauch und Material- und Energieaufwand für den gesamten Lebenszyklus eines Moduls von Anfang bis Ende: das heißt den gesamten Material- und Energieaufwand für die Waferproduktion, die Herstellung der Perowskit-Zelle und die Modulproduktion.
Tandemmodule: mehr Strom pro Fläche
Im Anschluss wurden die Umweltauswirkungen des Tandemmoduls gegen die während seiner Lebensdauer erzeugte Elektrizität abgewogen.
»Wir fanden heraus, dass das Perowskit-auf-Silizium-Modul die Umwelt um 6 bis 18 Prozent weniger belastet als ein Silizium-Modul, wenn man die zusätzliche Energie berücksichtigt, die während der 25-jährigen Lebensdauer des Tandem-Moduls erzeugt wird«, erklärt Ko-Autor Martin Roffeis von der Technischen Universität Berlin.
Das in der Studie verwendete Tandemmodul würde in 22 Jahren die gleiche Menge an Strom erzeugen wie das referenzierte Silizium-Heteroübergangsmodul in 25 Jahren.
»Der höhere Wirkungsgrad des Perowskit-Silizium-Tandemmoduls kompensiert die Umweltbelastung, die durch das zusätzliche Perowskit-Material und die Prozesse entsteht«, erklärt Jan-Christoph Goldschmidt, der an der Studie während seiner Zeit am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme beteiligt war und inzwischen an der Philipps-Universität Marburg forscht.
Die Studie zeigt auch, dass die Umweltverträglichkeit eines Perowskit-Silizium-Moduls in hohem Maße vom Energieverbrauch bei der Herstellung der Siliziumwafer beeinflusst wird.
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