Perovskit-Solarzellen könnten durch die Kombination aus künstlicher Intelligenz (KI) und nachhaltigen Herstellungsverfahren bald eine realistische Alternative zu herkömmlichen Silizium-Solarzellen werden. Ein Forschungsteam der Pohang University of Science and Technology (POSTECH) unter Leitung von Professor Jeehoon Han hat gemeinsam mit Wissenschaftlern der University of Seoul, geleitet von Professor Min Kim, einen wegweisenden Ansatz vorgestellt, der die kommerzielle Verbreitung dieser „Solarzellen der nächsten Generation“ beschleunigen könnte. Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Green Chemistry veröffentlicht und zieren die Titelseite der Online-Ausgabe. Perovskit-Solarzellen zeichnen sich durch eine theoretische Effizienz von bis zu 34 % aus – deutlich höher als bei traditionellen Siliziumzellen – und gelten als vielversprechendes Werkzeug zur Reduzierung von CO₂-Emissionen. Allerdings standen bislang die Verwendung toxischer Lösungsmittel wie Dimethylformamid (DMF) und mangelnde Langzeitstabilität im Weg einer breiten Marktreife. Um diese Hürden zu überwinden, entwickelten die Forscher ein neuartiges Herstellungsverfahren, das auf bio-basierten Lösungsmitteln wie Gamma-Valerolacton (GVL) und Ethylacetat (EA) basiert. Diese sind nicht nur umweltfreundlicher, sondern auch sicherer im Umgang. Kernstück des Projekts war eine KI-gestützte Rückwärtsingenieurtechnik, die aus umfangreichen Experimentaldaten optimale Herstellbedingungen ableitete. Die KI analysierte dabei gleichzeitig Effizienz, Produktionskosten und Umweltauswirkungen, um ein Gleichgewicht zwischen Leistung, Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit zu finden. Die vorgeschlagenen Parameter wurden anschließend in realen Experimenten validiert, wobei die Forscher ein umfassendes Nachhaltigkeitsbewertungsmodell entwickelten, das auch die Lebensdauer der Module und Recyclingstrategien einbezieht. Das neue GVL-EA-Verfahren senkt die Herstellungskosten um die Hälfte und reduziert die klimatischen Auswirkungen um über 80 %. Zudem ermöglicht die integrierte Analyse von Lebensdauer und Recycling eine präzisere Abschätzung des wirtschaftlichen Break-even-Punkts in verschiedenen Regionen weltweit. Professor Han betont: „KI hat Bedingungen gefunden, die vorher als unmöglich galten – indem sie den Prozess selbst optimiert.“ Er sieht in der Verwendung nicht-toxischer Lösungsmittel einen entscheidenden Schritt hin zu sichereren, kostengünstigeren und effizienteren Solarzellen. Die Studie stellt somit einen umfassenden, wissenschaftlich fundierten Fahrplan für die nachhaltige Entwicklung von Perovskit-Solarzellen dar. Branchenexperten sehen darin einen Meilenstein: Die Kombination aus KI und grüner Chemie könnte die Branche von einer Laborphase in die industrielle Produktion führen. POSTECH gilt als führende Institution in der Materialforschung, während die University of Seoul in der Prozessoptimierung und Nachhaltigkeitsmodellierung stark ist. Mit dieser Kooperation wird ein neuer Standard für die Entwicklung zukunftsfähiger Energietechnologien gesetzt.