Durchbruch in der Solarbranche? Neue Solar-Generation braucht kein Silber mehr

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First Graphene meldet einen bedeutenden Entwicklungsschritt im Bereich der erneuerbaren Energien. Gemeinsam mit Halocell Energy und der Queensland University of Technology wurde eine neue Generation Graphen verstärkter Perowskit-Solarzellen entwickelt. Die Herstellungskosten konnten durch den Einsatz leitfähigen Graphens statt teurer Edelmetalle wie Silber und Gold um bis zu 80 Prozent gesenkt werden.

First Graphene meldet einen bedeutenden Entwicklungsschritt im Bereich der erneuerbaren Energien. Gemeinsam mit Halocell Energy und der Queensland University of Technology wurde eine neue Generation Graphen verstärkter Perowskit-Solarzellen entwickelt. Die Herstellungskosten konnten durch den Einsatz leitfähigen Graphens statt teurer Edelmetalle wie Silber und Gold um bis zu 80 Prozent gesenkt werden.

Nach Angaben des Unternehmens konnte durch die Zugabe des eigens entwickelten PureGRAPH-Materials die Effizienz der Solarzellen auf 30,6 Prozent gesteigert werden. Das entspricht nahezu einer Verdopplung im Vergleich zu früheren Werten. Gleichzeitig sanken die Produktionskosten laut Unternehmensdarstellung um bis zu 80 Prozent. Grund dafür sei vor allem der Verzicht auf teure Leitmaterialien wie Gold und Silber, die durch leitfähiges Graphen ersetzt wurden. Darüber hinaus ermögliche die sogenannte Roll-to-Roll-Technologie eine durchgängige, automatisierte Produktion auf flexiblen Trägermaterialien, was die industrielle Skalierbarkeit massiv verbessert.

Neue Möglichkeiten für schwaches und künstliches Licht

Neben dem technologischen Fortschritt bei Kosten und Effizienz zeigen die Zellen deutliche Vorteile im Betrieb bei geringer Lichtintensität. Die Graphen basierten Perowskit-Zellen liefern laut First Graphene auch unter Kunstlicht stabile Leistungen. Sie eignen sich deshalb insbesondere für Anwendungen im Innenbereich, wo klassische Siliziumzellen häufig ineffizient sind.

Halocell hat im Rahmen von Marktanalysen bisher 44 verschiedene Gerätetypen identifiziert, bei denen die neuen Solarzellen potenziell eingesetzt werden könnten. Dazu zählen neben Alltagsgeräten wie Fernbedienungen, Taschenlampen oder E-Readern auch spezialisierte Produkte wie Sensoren, medizinische Geräte, Drohnen und stationäre Energieversorgungseinheiten für abgelegene Standorte.

Von der Forschung zur Marktreife

Die Kooperation zwischen First Graphene, Halocell und der Queensland University of Technology begann im Jahr 2023 im Rahmen eines durch die australische Bundesregierung geförderten Forschungsprojekts. Die finanzielle Unterstützung in Höhe von 2,03 Millionen australischen Dollar diente der Entwicklung und industriellen Erprobung der Solarzellentechnologie. Bereits 2024 wurden die ersten Serienprodukte in Australien eingeführt. Seitdem liefert First Graphene das speziell angepasste Graphenprodukt PureGRAPH im Rahmen eines mehrjährigen Abkommens an Halocell zur Weiterverarbeitung in der Serienproduktion.

Aktuell arbeitet Halocell an der Erweiterung seiner Produktionskapazitäten am Standort Wagga Wagga. Geplant ist die schrittweise Einführung weiterer Roll-to-Roll-Fertigungsanlagen. Diese sollen es ermöglichen, künftig bis zu 60 Millionen Solarzelleneinheiten jährlich herzustellen. Das modulare Anlagendesign soll Flexibilität bei der Produktionsausweitung gewährleisten und die Markteinführung in zusätzlichen Regionen unterstützen.

R2R-Technologie im Einsatz im Werk von Halocell in Wagga Wagga

Voller Erfolg aus Sicht des Unternehmens

Michael Bell, Geschäftsführer von First Graphene, hebt hervor, dass die Partnerschaft mit Halocell zeige, wie sich wissenschaftlich fundierte Forschung erfolgreich in marktfähige Produkte überführen lasse. Seit dem Marktstart im Jahr 2024 seien graphenverstärkte Solarzellen bereits erfolgreich in kleinen Geräten im Einsatz. Die Technologie erfülle die zentralen Anforderungen einer CO2-armen Energieversorgung und sei gleichzeitig wirtschaftlich konkurrenzfähig. Die Einführung von PureGRAPH in die Solarindustrie sei ein Meilenstein im Bestreben des Unternehmens, Graphen als emissionsreduzierenden Werkstoff in der industriellen Produktion zu etablieren.

Was ist eine Perowskit-Solarzelle?

Perowskit-Solarzellen zählen zu den innovativsten Entwicklungen im Bereich der Solarenergie. Sie basieren auf einer besonderen Kristallstruktur, die als Perowskit bezeichnet wird. Diese Struktur ist in der Lage, Licht sehr effizient aufzunehmen und in Strom umzuwandeln. Im Vergleich zu herkömmlichen Siliziumzellen lassen sich Perowskit-Zellen wesentlich dünner, flexibler und kostengünstiger herstellen.

Ein großer Vorteil dieser Technologie liegt darin, dass sie auch bei schwachem Licht oder künstlicher Beleuchtung zuverlässig funktioniert. Dadurch eignen sich die Zellen besonders gut für Anwendungen in Innenräumen oder in mobilen Geräten.

Durch die Kombination mit dem speziell entwickelten Graphenmaterial PureGRAPH von First Graphene wird die Leistung der Solarzellen zusätzlich gesteigert. Das leitfähige Graphen verbessert den Stromfluss in der Zelle, erhöht die Stabilität und trägt dazu bei, die Produktionskosten weiter zu senken.

Typische Schichten einer Perowskit-Solarzelle einschließlich Graphen-Kohlenstoff-Trägermaterial.

Zukünftige Märkte und Anwendungen im Blick

Laut Einschätzung des Unternehmensmanagements eröffnet die Technologie zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten in Bereichen mit besonders hohem Wachstumspotenzial. Dazu zählen die Entwicklung energieautarker Geräte für das sogenannte Internet der Dinge, mobile Elektroniklösungen, Komponenten für die Luft- und Raumfahrt sowie Spezialanwendungen in Forschung, Sicherheit und Infrastruktur. Das patentierte Herstellungsverfahren von First Graphene ermögliche den Einsatz von PureGRAPH in bestehenden industriellen Fertigungsprozessen ohne zusätzliche Anpassungskosten. Dadurch biete sich dem Unternehmen die Chance, sich als Technologielieferant für eine breite Palette von Solaranwendungen zu positionieren.

Ausblick

Das Unternehmen rechnet mit einer wachsenden Nachfrage nach günstigen, flexiblen und leistungsstarken Solarzellen. Die Kombination aus hoher Effizienz, niedrigen Produktionskosten, verbesserter Lichtempfindlichkeit und industrieller Skalierbarkeit könnte die Einführung der Technologie in globalen Märkten beschleunigen. First Graphene und Halocell sehen sich laut eigener Darstellung gut aufgestellt, um den Wandel zu dezentralen, nachhaltigen Energielösungen aktiv mitzugestalten.

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