Angesichts der globalen Klimakrise und der \u00dcberschreitung planetarer Belastungsgrenzen ist ein schneller Ausbau erneuerbarer Energien unabdingbar, insbesondere der Solarenergie. Perowskit-Tandem-Solarzellen versprechen deutlich h\u00f6here Wirkungsgrade als die derzeit dominierende Siliziumtechnologie. Gleichzeitig erfordert der notwendige j\u00e4hrliche Ausbau von etwa 2\u20135 TWp Photovoltaikleistung erhebliche Mengen an Ressourcen, wodurch Fragen der \u00f6kologischen, \u00f6konomischen 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\u00fccksichtigt. H\u00e4ufig erfolgt eine Nachhaltigkeitsbewertung erst im Nachhinein, etwa durch Lebenszyklusanalysen bereits entwickelter Solarzellenkonzepte. Dabei bleiben insbesondere Aspekte der sozialen Nachhaltigkeit oder globaler Wertsch\u00f6pfungsketten oft unzureichend ber\u00fccksichtigt.<\/p>\n
Ziel dieses Promotionsvorhabens ist es daher, technische Entwicklung und Nachhaltigkeit systematisch zusammenzudenken und in die Praxis zu \u00fcberf\u00fchren. Aufbauend auf bestehenden Nachhaltigkeitsanalysen sollen zus\u00e4tzliche, bislang wenig ber\u00fccksichtigte 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\u00e4chst erfolgt eine umfassende Nachhaltigkeitsbewertung entlang des gesamten Lebenszyklus einer Perowskit-Solarzelle. Die Nachhaltigkeitskriterien werden aus verschiedenen Rahmenwerken abgeleitet, darunter die UN-Ziele f\u00fcr nachhaltige Entwicklung, die planetaren Leitplanken des Wissenschaftlichen Beirats der Bundesregierung Globale Umweltver\u00e4nderungen sowie relevante geopolitische und regulatorische Aspekte. Auf dieser Grundlage soll eine Methode zur Bewertung der verschiedenen Kriterien entwickelt werden. Darauf aufbauend sollen Hochertragssolarzellen \u2013 beispielsweise Tandem- oder bifaziale Konzepte \u2013 realisiert werden, die diese Nachhaltigkeitsanforderungen erf\u00fcllen. Ziel ist es, Nachhaltigkeitsaspekte gemeinsam mit Wirkungsgrad und Lebensdauer zu einem ganzheitlichen technologischen Optimum zusammenzuf\u00fchren und experimentell umzusetzen.<\/p>\n
Im ersten Projektjahr lag der Schwerpunkt auf der Entwicklung der methodischen Grundlagen f\u00fcr die Nachhaltigkeitsbewertung. Dazu wurde zun\u00e4chst eine umfassende Literaturrecherche zu Lebenszyklusanalysen von Perowskit-Solarzellen durchgef\u00fchrt. In einer anschlie\u00dfenden Meta-Analyse wurden aus 34 relevanten Studien insgesamt 16 Umweltindikatoren extrahiert und systematisch ausgewertet. Mithilfe statistischer Methoden, insbesondere einer Spearman-Rangkorrelationsanalyse, wurden Zusammenh\u00e4nge 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\u00f6glichen, ohne wesentliche Informationen zu verlieren. Dar\u00fcber hinaus wird derzeit eine Lebenszyklusanalyse des Abbaus relevanter Rohstoffe f\u00fcr Perowskit-Solarzellen auf Basis der ecoinvent-Datenbank durchgef\u00fchrt, um die vorhandene Datengrundlage zu erweitern.<\/p>\n
Parallel dazu wurden Ans\u00e4tze zur Bewertung der Rohstoffverf\u00fcgbarkeit und m\u00f6glicher Versorgungsrisiken analysiert. Auf Basis bestehender Literatur wurden zentrale Bewertungsindikatoren identifiziert und hinsichtlich ihrer globalen Anwendbarkeit, technologischen Relevanz und Datenverf\u00fcgbarkeit gepr\u00fcft. Daraus wurde ein Satz von Bewertungskategorien abgeleitet. F\u00fcr ausgew\u00e4hlte 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":"
Angesichts der globalen Klimakrise und der \u00dcberschreitung planetarer Belastungsgrenzen ist ein schneller Ausbau erneuerbarer Energien unabdingbar, insbesondere der Solarenergie. Perowskit-Tandem-Solarzellen versprechen deutlich h\u00f6here Wirkungsgrade als die derzeit dominierende Siliziumtechnologie. Gleichzeitig erfordert der notwendige j\u00e4hrliche Ausbau von etwa 2\u20135 TWp Photovoltaikleistung erhebliche Mengen an Ressourcen, wodurch Fragen der \u00f6kologischen, \u00f6konomischen und sozialen Nachhaltigkeit zunehmend an Bedeutung […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[2477],"class_list":["post-127614","promotionsstipendium","type-promotionsstipendium","status-publish","hentry","tag-deutschland"],"meta_box":{"dbu_stipendiaten_az":"20024\/047","dbu_stipendiaten_anrede":"","dbu_stipendiaten_nachname":"Oberm\u00fcller","dbu_stipendiaten_vorname":"Lea","dbu_stipendiaten_titel":"","dbu_stipendiaten_fbeginn":"2025-04-01 00:00:00","dbu_stipendiaten_fende":"2028-03-31 00:00:00","dbu_stipendiaten_e_anschrif":"Philipps-Universit\u00e4t Marburg","dbu_stipendiaten_betreuer":"Prof. Dr. Jan Christoph Goldschmidt","dbu_stipendiaten_email_dienst":"lea.obermueller@physik.uni-marburg.de"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium\/127614","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/promotionsstipendium"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium\/127614\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=127614"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=127614"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=127614"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}