(openPR) Bei Perowskiten handelt es sich nicht um ein spezielles chemisches Element wie Silizium, sondern um eine Materialgruppe, die eine charakteristische Kristallstruktur aufweist. Ein großer Vorteil von Perowskit-Solarzellen: Sie sind kostengünstig in der Herstellung, effizient und vielseitig einsetzbar. „Mein Ziel ist es, Perowskit-Solarzellen zur Marktreife führen“, sagt Nam-Gyu Park. Hierfür müssen sie langzeitstabil und skalierbar werden. Ein Schlüsselelement hierbei ist die Verwendung nanostrukturierter Materialien. Sie sind Parks Spezialgebiet.
Park gehört zu den Pionieren der Perowskit-Forschung und hat die erste funktionierende Solarzelle aus Perowskit gebaut. Danach war er an vielen weiteren Durchbrüchen beteiligt. „Wir haben zum Beispiel die Kristallqualität verbessert und fanden heraus, wie sich die durch Feuchtigkeit, Licht und Hitze verursachte Degradation der Zellen verhindern lässt.“ Die Fortschritte sind enorm. Lag der Wirkungsgrad bei Parks Prototypen noch bei neun Prozent, wandeln Perowskit-Solarzellen heute schon rund 27 Prozent des Sonnenlichts in Strom um – wenn auch vorerst nur im Labor. Im Bereich Langzeitstabilität haben sie jedoch noch ihre Schwächen. „Um wirklich konkurrenzfähig zu sein, müssten Perowskit-Solarzellen so lange halten wie Silizium-Solarzellen, also über 25 Jahre lang. Soweit sind wir noch nicht, aber wir arbeiten daran“, sagt Park.
Dabei setzt der Experte aus Süd-Korea auf Nanostrukturen. „Damit können wir die photovoltaische Leistung und Stabilität von Perowskit-Solarzellen verbessern, da Nanostrukturen Oberflächendefekte verhindern, die Ladungstrennung verbessern und Energieverluste verringern. Zudem machen Nanostrukturen Perowskit-Zellen unglaublich vielseitig“, so Park weiter. Aufgrund ihres geringen Gewichts, ihrer Flexibilität und den niedrigen Produktionstemperaturen eignen sie sich nicht nur für herkömmliche Solarzellen, sondern auch für Wearables, selbstversorgte Sensoren oder Strom-erzeugende Fenster. Auch Anwendungen in der gebäudeintegrierten Photovoltaik und in Plug-in-Fahrzeugsystemen kommen in Betracht. Da sie leicht sind und Strahlung ihnen wenig ausmacht, könnten auch Weltraumsatelliten mit Perowskit-Solarzellen bestückt werden.
Was Park am meisten motiviert? „Ich möchte mit meiner Forschung einen Beitrag zur nachhaltigen Energiezukunft leisten. Solarenergie ist die größte erneuerbare Ressource, die uns zur Verfügung steht.“ Herkömmliche Technologien stoßen mit Blick auf Effizienz und Kosten an ihre Grenzen und haben in der Produktion einen zu hohen CO2-Abdruck. Parks Ziel ist es, die Solarenergie kostengünstiger und anpassungsfähiger zu machen, um den weltweiten Strombedarf im Terawatt- bis Petawattbereich zu decken, einschließlich des wachsenden Strombedarfs der Künstlichen Intelligenz. „Perowskit-Zellen haben das Potential, dabei eine entscheidende Rolle zu spielen“, sagt Park.
In Stuttgart wird Park am Institut für Photovoltaik zusammen mit dem Team seines Gastgebers Michael Saliba arbeiten. Die beiden kennen sich seit vielen Jahren. „Michael ist ein führender Wissenschaftler auf dem Gebiet der Perowskit-Forschung. Ich habe großen Respekt vor seiner Arbeit“, erklärt Park. Das Institut für Photovoltaik biete ein exzellentes Forschungsumfeld mit modernsten Einrichtungen. Für seine Zeit in Stuttgart hat Park mehrere Ansätze im Blick: In einem gemeinsamen Projekt mit Salibas Team erforscht er neue Materialkombinationen – halbleitende Polymere oder anorganische Schichten. Sie sind umweltfreundlicher und könnten die Lebensdauer der Zellen verlängern. Darüber hinaus wird der südkoreanische Gast In-situ-Untersuchungen von Perowskit-Solarzellen unter Beleuchtung durchführen. „Das liefert uns wertvolle Einblicke in die Natur der angeregten Zustände von Perowskiten.“
Gastgeber Michael Saliba erwartet einen intensiven wissenschaftlichen Austausch mit Park und neue Impulse für die gemeinsame Forschung. „Unsere Ansätze ergänzen sich sehr gut. Während Prof. Park die Vorliebe für materialwissenschaftliche Grundlagen und strukturelle Optimierung mit uns teilt, konzentriert sich unsere Gruppe auch auf die skalierbare Herstellung und Prozessführung.“ Der Besuch biete die Möglichkeit, die Kooperation zwischen den Forschungsgruppen in Südkorea und Deutschland zu vertiefen.
„Ich freue mich auf die Zusammenarbeit mit dem Stuttgarter Team“, sagt Park „Es ist eine großartige Gelegenheit, unsere Stärken zu bündeln.“
Nam-Gyu Park ist Professor auf Lebenszeit an der School of Chemical Engineering und Direktor des Instituts für Energiewissenschaften der Sungkyunkwan University (SKKU) in Südkorea. Der 1960 geborene Park begann seine akademische Laufbahn an der Seoul National University, wo er 1995 seinen Doktor in Chemie machte. Von 2005 bis 2009 war er Direktor des Forschungszentrums für Solarzellen am Koreanischen Institut für Wissenschaft und Technologie. Im Jahr 2009 kam er als ordentlicher Professor an die SKKU. Park hat viele Auszeichnungen erhalten, unter anderem 2024 den ENI Award in der Kategorie „Energy Frontiers“. Im Jahr 2017 wurde er zum „Citation Laureate“ ernannt – diese Auszeichnung für vielzitierte Forscher gilt als Indikator für die mögliche Verleihung des Nobelpreises.
Vom 29. September 2025 bis zum 1. Oktober 2025 trifft sich das „Who is Who“ der internationalen Perowskit-Wissenschaft an der Universität Stuttgart zur Nature-Konferenz „Advancing Perovskite-Based Photovoltaics“. Welche Fortschritte und Herausforderungen gibt es bei der Entwicklung hochwirksamer Solarzellen, die auf Perowskiten basieren? Wie kann man neuartige PV-Technologien von der Grundlagenforschung in die praktische Anwendung bringen? Über diese und weitere Fragen diskutieren weltweit führende Wissenschaftler*innen und Ingenieur*innen aus der Industrie.
wissenschaftliche Ansprechpartner: Prof. Nam-Gyu Park, Sungkyunkwan University, School of Chemical Engineering, Tel: +82 31 290-7241, E-Mail:
Prof. Michael Saliba, Universität Stuttgart, Institut für Photovoltaik, Tel: +49 711 685-67140, E-Mail:
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