Am 13. Februar 2026 hat die Philipps-Universität Marburg einen bedeutenden Schritt in der Forschung zu erneuerbaren Energien angekündigt. Dr. Lukas Wagner hat eine neue Nachwuchsgruppe ins Leben gerufen, die sich mit der „Nachhaltig skalierbaren Perowskit-Photovoltaik“ beschäftigt. Ziel dieser Gruppe ist es, innovative Solarzellen der nächsten Generation zu entwickeln, die nicht nur hohe Wirkungsgrade bieten, sondern auch umweltfreundlicher sind. Das Projekt wird im Rahmen des Vorhabens „Nano2tera“ mit rund zwei Millionen Euro über fünf Jahre gefördert.
Die Forschungen konzentrieren sich auf Perowskit-Solarzellen, die sich durch ihren geringen Materialbedarf auszeichnen und bei niedrigeren Temperaturen hergestellt werden können. Die Gruppe plant die Entwicklung von Hochdurchsatz-Methoden, die sowohl die Lebensdauer der Solarzellen verbessern als auch den Ressourcenverbrauch minimieren sollen. Ein besonderes Augenmerk liegt auf der Verwendung stabiler Kohlenstoffelektroden, um eine lange Lebensdauer der Solarzellen zu gewährleisten.
Interdisziplinäre Forschung und Stellenangebote
Die Nachwuchsgruppe wird neben Dr. Wagner mit einer Postdoc-Stelle, zwei Promotionsstellen, einer technischen Stelle sowie einer studentischen Hilfskraft besetzt. Für Studierende sind auch mehrere Abschlussarbeiten vorgesehen. Das Team wird Teil des Marburg Center for Quantum Materials and Sustainable Technologies (mar.quest) sein, das sich der Erforschung nachhaltiger Materialien widmet.
Durch diese Initiative wird der Forschungseinsatz adressiert, um den globalen Herausforderungen des Klimawandels zu begegnen sowie die Notwendigkeit nachhaltiger Technologien zu fördern. Neben den Vorteilen der flexiblen Herstellung, die neue Anwendungsmöglichkeiten eröffnen, soll auch der Einsatz kritischer Rohstoffe vermieden werden.
Dr. Wagners Projekt reiht sich in eine größere Bewegung ein, die die Zukunft der Photovoltaik revolutionieren könnte. Nam-Gyu Park, Chemieingenieur von der Sungkyunkwan University in Seoul, wird ab September 2025 als Humboldt-Preisträger am Institut für Photovoltaik der Universität Stuttgart tätig werden. Er gilt als führender Experte, der die erste funktionierende Solarzelle auf Perowskit-Basis entwickelt hat. In Stuttgart wird er eng mit Michael Saliba zusammenarbeiten, um die Forschung zu Perowskit-Solarzellen weiter voranzutreiben. Diese Zellen stellen eine vielversprechende Alternative zu herkömmlichen Silizium-Solarzellen dar und bieten Vorteile wie kostengünstige Herstellung und hohe Effizienz.
Die Herausforderungen der Perowskit-Technologie
Obwohl Perowskit-Solarzellen bereits unter Laborbedingungen eine Effizienz von rund 27 Prozent erreichen, müssen noch Herausforderungen in Bezug auf Langzeitstabilität und Skalierbarkeit überwunden werden. Park hat das Ziel, die Lebensdauer der Solarzellen auf über 25 Jahre zu steigern, um mit der Stabilität von Silizium-Solarzellen konkurrieren zu können. Seine Forschung zielt darauf ab, Solarenergie flexibler und kostengünstiger zu gestalten, um den weltweit steigenden Energiebedarf zu decken.
Um diese Herausforderungen zu meistern, setzt Park auf nanostrukturierte Materialien, die Oberflächendefekte vermeiden und die Effizienz der Energieumwandlung verbessern. Perowskit-Solarzellen sind nicht nur leicht und flexibel, sondern können auch in innovativen Anwendungen wie tragbaren Geräten und stromerzeugenden Fenstern eingesetzt werden.
Zusätzlich wird das Kompetenzcluster „PeroClu1“ ins Leben gerufen, das Partner wie das Karlsruher Institut für Technologie (KIT), das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg und die Universität Stuttgart umfasst. Ziel dieses Clusters ist es, Herstellungsverfahren zu skalieren und den Technologietransfer in die Industrie zu beschleunigen. Unterstützt wird das Projekt durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie sowie das Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Tourismus Baden-Württemberg.
Die kombinierten Anstrengungen von Forschergruppen in Deutschland und Südkorea könnten entscheidend dazu beitragen, die Grenzen der heutigen Photovoltaik-Technologien zu überschreiten und die ökologische Bilanz der Solarzellen zu verbessern. Die Entwicklungen in der Perowskit-Technologie könnten also nicht nur die Effizienz steigern, sondern auch den Weg für nachhaltige und innovative Lösungen im Bereich der erneuerbaren Energien ebnen.