Mit einem neuen, speziell strukturierten neuen Werkstoff lassen sich extrem leichte Solarzellen herstellen, die zudem noch flexibel sind und einen hohen Wirkungsgrad haben. Forscher an den Universitäten Cambridge und Bristol in Großbritannien haben dazu den Grundstein gelegt. Das Material, das sie einsetzen, fängt Sonnenlicht ein und transportiert diese Energie viel weiter als in herkömmlichen Werkstoffen. Während die Entfernung bisher gerade mal bei zehn Nanometer (ein Nanometer ist ein Millionstel Millimeter) liegt, schaffen die Briten das Zwanzigfache.


Eingefangene Energie droht verloren zu gehen

Die Transportentfernung für eingefangene Solarenergie ist extrem wichtig für die Effektivität der Zellen. Denn sie kann erst geerntet, also in Strom umgewandelt werden, wenn sie eine bestimmte Strecke zwischen dem Teil der Zelle, die Sonnenlicht einfängt, und dem Stromwandler zurückgelegt haben. Sind die beiden Regionen zu weit auseinander verfliegt die eingefangene Energie, ehe sie genutzt werden kann. Folglich waren die Konstrukteure von Solarzellen aus Kunststoff darauf angewiesen, winzige Strukturen anzulegen, um den Erntefaktor zu maximieren.


„Unsere Entwicklung hat zwei Vorteile“, sagt George Whittell von der University of Bristol. „Wenn die energetisch aufgeladenen Teilchen einen weiteren Weg zurücklegen lassen sie sich leichter ernten“, so der Experte für Nanotechnik. „Zum anderen können die optoelektrischen Schichten jetzt 100 Nanometer dick sein. Das ist die Untergröße für eine optimale Aufnahme der Sonnenenergie.“ Also eine Voraussetzung dafür, dass sich Solarzellen mit besonders hohem Wirkungsgrad bauen lassen. Bisher sei es unmöglich gewesen, in derart – vergleichsweise großen Strukturen ausreichend lange Transportwege zu erzielen.

Weiteres Ziel ist die Wasserstofferzeugung

Das Forscherteam geht jetzt daran, es mit noch dickeren optoelektronischen Schichten zu versuchen. Perspektivisch planen die Wissenschaftler die Konstruktion von Solarzellen auf der Basis dieser Technik. Parallel dazu arbeiten sie an Techniken der solaren Spaltung von Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff, ein Gas, das in Brennstoffzellen Strom und Wärme erzeugt. Diese Technik könnte in Fahrzeugen Diesel und Benzin ersetzen und in Haushalten die Öl- und Gaskessel zur Wärmeerzeugung.

 

via University of Cambridge

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1 Kommentar

  1. Piet

    1. Juni 2018 at 09:41

    „ein Nanometer ist ein Millionstel Millimeter“

    Ein Nanometer ist ein milliardstel Millimeter.

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