Angesichts der globalen Klimakrise und der \u00c3\u0153berschreitung planetarer Belastungsgrenzen ist ein schneller Ausbau erneuerbarer Energien unabdingbar, insbesondere der Solarenergie. Perowskit-Tandem-Solarzellen versprechen deutlich h\u00c3\u00b6here Wirkungsgrade als die derzeit dominierende Siliziumtechnologie. Gleichzeitig erfordert der notwendige j\u00c3\u00a4hrliche Ausbau von etwa 2\u00e2\u20ac\u201c5 TWp Photovoltaikleistung erhebliche Mengen an Ressourcen, wodurch Fragen der \u00c3\u00b6kologischen, \u00c3\u00b6konomischen und sozialen Nachhaltigkeit zunehmend an Bedeutung gewinnen. In der aktuellen Forschungslandschaft werden Nachhaltigkeitsaspekte bei der Entwicklung von Perowskit-Solarzellen jedoch bislang nur selten als handlungs- und designleitende Kriterien ber\u00c3\u00bccksichtigt. H\u00c3\u00a4ufig erfolgt eine Nachhaltigkeitsbewertung erst im Nachhinein, etwa durch Lebenszyklusanalysen bereits entwickelter Solarzellenkonzepte. Dabei bleiben insbesondere Aspekte der sozialen Nachhaltigkeit oder globaler Wertsch\u00c3\u00b6pfungsketten oft unzureichend ber\u00c3\u00bccksichtigt.<\/p>\n
Ziel dieses Promotionsvorhabens ist es daher, technische Entwicklung und Nachhaltigkeit systematisch zusammenzudenken und in die Praxis zu \u00c3\u00bcberf\u00c3\u00bchren. Aufbauend auf bestehenden Nachhaltigkeitsanalysen sollen zus\u00c3\u00a4tzliche, bislang wenig ber\u00c3\u00bccksichtigte Aspekte untersucht werden, um langfristig eine nachhaltige Solarzelle mit maximalem Energieertrag zu entwickeln.<\/p>\n
Das Projekt folgt einem iterativen Ansatz mit zwei zentralen Arbeitsschritten. Zun\u00c3\u00a4chst erfolgt eine umfassende Nachhaltigkeitsbewertung entlang des gesamten Lebenszyklus einer Perowskit-Solarzelle. Die Nachhaltigkeitskriterien werden aus verschiedenen Rahmenwerken abgeleitet, darunter die UN-Ziele f\u00c3\u00bcr nachhaltige Entwicklung, die planetaren Leitplanken des Wissenschaftlichen Beirats der Bundesregierung Globale Umweltver\u00c3\u00a4nderungen sowie relevante geopolitische und regulatorische Aspekte. Auf dieser Grundlage soll eine Methode zur Bewertung der verschiedenen Kriterien entwickelt werden. Darauf aufbauend sollen Hochertragssolarzellen \u00e2\u20ac\u201c beispielsweise Tandem- oder bifaziale Konzepte \u00e2\u20ac\u201c realisiert werden, die diese Nachhaltigkeitsanforderungen erf\u00c3\u00bcllen. Ziel ist es, Nachhaltigkeitsaspekte gemeinsam mit Wirkungsgrad und Lebensdauer zu einem ganzheitlichen technologischen Optimum zusammenzuf\u00c3\u00bchren und experimentell umzusetzen.<\/p>\n
Im ersten Projektjahr lag der Schwerpunkt auf der Entwicklung der methodischen Grundlagen f\u00c3\u00bcr die Nachhaltigkeitsbewertung. Dazu wurde zun\u00c3\u00a4chst eine umfassende Literaturrecherche zu Lebenszyklusanalysen von Perowskit-Solarzellen durchgef\u00c3\u00bchrt. In einer anschlie\u00c3\u0178enden Meta-Analyse wurden aus 34 relevanten Studien insgesamt 16 Umweltindikatoren extrahiert und systematisch ausgewertet. Mithilfe statistischer Methoden, insbesondere einer Spearman-Rangkorrelationsanalyse, wurden Zusammenh\u00c3\u00a4nge zwischen den verschiedenen Umweltwirkungen untersucht. Ziel dieser Analyse ist es, redundante oder stark korrelierende Parameter zu identifizieren und so eine Reduktion der betrachteten Indikatoren zu erm\u00c3\u00b6glichen, ohne wesentliche Informationen zu verlieren. Dar\u00c3\u00bcber hinaus wird derzeit eine Lebenszyklusanalyse des Abbaus relevanter Rohstoffe f\u00c3\u00bcr Perowskit-Solarzellen auf Basis der ecoinvent-Datenbank durchgef\u00c3\u00bchrt, um die vorhandene Datengrundlage zu erweitern.<\/p>\n
Parallel dazu wurden Ans\u00c3\u00a4tze zur Bewertung der Rohstoffverf\u00c3\u00bcgbarkeit und m\u00c3\u00b6glicher Versorgungsrisiken analysiert. Auf Basis bestehender Literatur wurden zentrale Bewertungsindikatoren identifiziert und hinsichtlich ihrer globalen Anwendbarkeit, technologischen Relevanz und Datenverf\u00c3\u00bcgbarkeit gepr\u00c3\u00bcft. Daraus wurde ein Satz von Bewertungskategorien abgeleitet. F\u00c3\u00bcr ausgew\u00c3\u00a4hlte Materialien wurden historische Datenreihen analysiert, um zeitliche Entwicklungen der Versorgungssituation besser zu verstehen und die Aussagekraft einzelner Indikatoren zu bewerten.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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