WISSENSCHAFT UND BILDUNG


Weltrekord: Forscher steigern Stromausbeute flexibler Folien deutlich

Baku, 13. August, AZERTAC

Die Vorteile von organischen Solarzellen sind ziemlich überzeugend. Das Material ist ausgesprochen leicht, flexibel und zudem noch recht günstig in der Herstellung. Die klobige Konkurrenz aus Silizium lässt sich längst nicht so elegant in Gebäudefassaden integrieren wie die leicht transparenten organischen Fotovoltaikprodukte.

Doch bisher hatten organische Solarzellen einen entscheidenden Nachteil: Sie waren längst nicht so effizient in der Stromerzeugung wie Silizium. Während solche Produkte einen Wirkungsgrad zwischen 18 und 22 Prozent erreichen, liegen die organischen Zellen bei Werten unter 15 Prozent. Bisher.

Denn nun haben Forscher aus China einen neuen Wert erreicht, der die Zellen zu ernsthafter Konkurrenz für die Silizium-Produkte macht. Forscher um Yongsheng Chen von der Nankai Universität in Tianjin, China, gelang es, Prototypen mit dem Rekordwirkungsgrad von 17,3 Prozent zu entwickeln. Über ihre Forschung berichten sie in einer Studie in der Fachzeitschrift "Science".

"Damit liegen wir nicht mehr weit weg von kommerziellen Silizium-Zellen", schreibt Chen. Die Autoren berichten allerdings von leichten Leistungseinbußen von vier Prozent, die bei einem Langzeittest nach 166 Tagen entstanden.

Möglich wurde die Effizienzsteigerung durch Tandemzellen, die die Forscher entwickelten. Dabei absorbieren pro Solarzelle gleich zwei lichtaktive Schichten das Sonnenlicht und wandeln es in Strom um.

In einem theoretischen Teil rechneten die Forscher zudem aus, welchen Effizienzgrad solche organischen Zellen maximal erreichen können. Wenn die Technik eines Tages ausgereift sein sollte, könnte er bei 25 Prozent liegen.

Ein hoher Wirkungsgrad von Solarzellen ist vor allem dann wichtig, wenn die zu nutzende Fläche begrenzt ist und man so viel Strom wie möglich produzieren möchte. Bei Solarkraftwerken hingegen schaut man vor allem auf die Investitionskosten je Kilowattstunde. Sofern die Herstellungskosten deutlich niedriger sind, können dabei Zellen mit niedrigem Wirkungsgrad besser abschneiden als solche mit besonders hoher Effizienz.

Organische Solarzellen bestehen aus Kohlenwasserstoffverbindungen mit speziellen Elektronenstrukturen. Erstmals wurden solche Zellen Mitte der Achtzigerjahre von chinesischen Forschern hergestellt. Damals starteten die Wissenschaftler mit einer Umwandlungsrate von nur fünf Prozent.

Aufgrund ihres Potenzials sind die als Plastiksolarzellen bezeichneten Produkte ein großes aktuelles Forschungsthema. Erst kürzlich hatten Wissenschaftler Zellfolien entwickelt, die in Fensterscheiben integriert werden können. Gleichzeitig hält die Folie Wärme ab und lässt trotzdem noch Licht ins Haus.

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