Klassische Solarzellen für die Raumfahrt bestehen überwiegend aus Galliumarsenid. Diese Technologie ist zwar leistungsfähig, aber auch schwer, teuer und in der Herstellung außerordentlich ressourcenintensiv. Zudem basieren Galliumarsenid-Zellen auf kritischen Rohstoffen, was eine strategische Abhängigkeit von einzelnen Herstellerländern – etwa China – mit sich bringt. Hier setzt „PeroSat“ an: Durch die Entwicklung ultraleichter, flexibler und nachhaltiger Perowskit-Solarzellen wollen die Forschenden die Energieversorgung von Satelliten in der Raumfahrt revolutionieren, das heißt effizienter, umweltfreundlicher und unabhängig von kritischen Rohstoffen machen.

Energieversorgung von Satelliten nachhaltig verändern

Koordiniert von dem Wuppertaler Forschungsteam um Dr. Kai Oliver Brinkmann und Prof. Dr. Thomas Riedl vom Lehrstuhl für Elektronische Bauelemente und dem Wuppertal Center for Smart Materials & Systems (CM@S) arbeitet ein interdisziplinäres Konsortium aus Wissenschaft und Industrie an neuartigen Solarzellenstrukturen. Diese sollen auf flexiblen, formgedächtnisfähigen Substraten realisiert werden, die sich für den Raketenstart platzsparend zusammenfalten lassen und erst im Orbit entfaltet werden – eine Technologie mit dem Potenzial, die Energieversorgung von Satelliten nachhaltig zu verändern.

 „Mit ‚PeroSat‘ wollen wir zeigen, dass Nachhaltigkeit, Hightech und strategische Unabhängigkeit im Weltall ebenso zusammengehören wie auf der Erde,“ sagt Dr. Kai Brinkmann. Prof. Riedl ergänzt die strategische Dimension des neues Projekts: „Perowskitsolarzellen haben das Potenzial, nicht nur einen nachhaltigen Beitrag zur terrestrischen Energieversorgung zu leisten, sondern auch die strategische Vorreiterrolle des Innovationsstandortes NRW im Bereich der Weltraumtechnologien zu stärken.“

Starke Allianz aus Forschung und Industrie

Das Projekt bündelt die Kompetenzen führender Partner aus Forschung und Industrie unter der Koordination der Bergischen Universität Wuppertal: Die BUW übernimmt Entwicklung und Stabilisierung der Perowskit-Solarzellen, während die Kunstoffverarbeitung Hoffmann GmbH ihr Know-how in der Kunststoffverarbeitung und bei Formgedächtnisstrukturen einbringt. Die NTTF Coatings GmbH sorgt für schützende Barrierebeschichtungen, die Novellop Technologies GmbH für die Integration und Prototypenentwicklung, und die Universität Potsdam validiert die Zellen unter realistischen Weltraumbedingungen. Gemeinsam will die Gruppe die Grundlage für eine neue Generation von nachhaltigen, günstigen und leichten Energiesystemen für den Weltraum schaffen.