Bessere Solarzellen durch neues Material

Foto: Pixabay CC/PublicDomain/anaterate

Solarzellen auf der Basis von Perowskit, einem Mineral, das auf dem Planeten häufig vorkommt, haben große Chancen, Siliziumzellen zu verdrängen.

"Ständig melden Forscher neue Rekorde beim Wirkungsgrad", berichtet jetzt die Agentur Preessetext über die Chancen des neuen Materials zur Produktion von Sonnenpower. Allerdings sei die Herstellung noch zu teuer, schreibt die Agentur. Das werde sich jedoch dank der Innovation eines Forscher-Teams ändern: An der Peking University forschen André D. Taylor, ein Juniorprofessor der Yifan Zheng und sein Kollege Yifan Zheng.

 

Neues Verfahren für die Solarzellen entwickelt: Sprühen statt Schleudergießen

 

Die Wissenschaftler entwickelten eine Alternative für das Aufbringen einer kritischen Schicht oberhalb des Kristalls, der "Elektronen-Autobahn". Dabei handelt es sich laut Pressetext um die negative Elektrode. "Es ist gelungen, diese Schicht aufzusprühen. Sie besteht aus einem Halbleiter mit dem chemischen Namen [6,6]-phenyl-C(61)-butyric acid methylester (PCBM), einer Verbindung aus der Gruppe der Fullerene", heißt es in der Agenturmeldung. Diese Schicht wiederum bestehe aus Kohlenstoffatomen, die Fünf- und Sechsecke bilden und eine kugelförmige Gestalt annehmen.

 

Grafik: André D. Taylor/NYU

"Das Schlüsselproblem, das es zu lösen galt, war das Aufbringen der negativen Elektrode, ohne die anderen Schichten zu zerstören", zitiert die Agentur André D. Taylor. Üblicherweise geschehe das durch Schleudergießen. Dazu bringen die Solarmodul-Produzenten eine Flüssigkeit auf, die sich beim Rotieren verteilt. Die entstehende Schicht sei allerdings nicht gleichmäßig dick. Das reduziere die Ausbeute an Strom.

Außerdem lasse sich diese Technik nur bei kleinen Flächen anwenden, sodass eine kostengünstige Produktion nicht möglich sei. Die Sprühtechnik der beiden Wissenschaftler dagegen sorge nun für eine gleichmäßige Schichtdicke. Zudem ist sie für große Flächen geeignet, nennt die Agentur einen Zusatzvorteil der neuen Herstellungsmethode.

 

Bald Wirkungsgrad von 30 Prozent - Produktion wird günstiger

 

 

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"Mit diesem Verfahren lassen sich Solarzellen mit 30 Prozent Wirkungsgrad herstellen", prophezeit Pressetext. Die heute besten Sonnenzellen kommen auf allenfalls 20 Prozent, lassen sich allerdings nicht kostengünstig herstellen.

Das werd mit der Sprühelektrode anders. Die Forscher glauben, dass die Herstellung von Perowskit-Solarzellen dadurch so günstig wird, dass Silizium kaum noch Chancen hat. Das Potenzial von Perowskit-Solarzellen ist besonders hoch, weil der verwendete Kristall sämtliche Wellenlängen des Lichts nutzt, sodass mehr Elektronen freigesetzt werden, also mehr Strom fließt. Mit Silizium gelingt das nur, wenn man Tandem- oder gar Triple-Zellen mit unterschiedlichen Materialien baut, die jeweils ein bestimmtes Frequenzspektrum nutzen.


red

 

 

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