Forscher erhöhen Effizienz von Farbstoffsolarzellen

Wirkungsgradschwelle von 10 Prozent geknackt.

Der australische Entwickler von Technologien rund um Farbstoffsolarzellen Dyesol meldet einen Durchbruch bei der Effizienzsteigerung von sogenannten Festkörper-DSC: Der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) in der Schweiz sei es erstmal im Labor gelungen, mit Festkörper-Solarzellen (DSC) einen Wirkungsgrad bei vollem Sonnenlicht von 11,3 Prozent zu erzielen, heißt es in einer Pressemitteilung des Unternehmens.

Damit können die Forscher bei der in den letzten Jahren neu entwickelten Festkörpertechnologie – auch mesoskopische Solarzellen genannt – erstmals mit einem ähnlich hohen Wirkungsgrad aufwarten wie Systeme auf Basis von flüssigen Farbstoffen.

Die Idee der Farbstoffsolarzelle stammt von Michael Grätzel, Forscher an der EPFL. Er hat die Technik Anfang der 1990er Jahre entwickelt. Das Besondere: Die elektrochemische Farbstoff-Solarzelle verwendet nicht ein Halbleitermaterial zur Absorption von Licht, sondern organische Farbstoffe, wie zum Beispiel den Blattfarbstoff Chlorophyll. Die Solarzellen sind dadurch zu deutlich geringeren Kosten herstellbar.

Ein weiterer Grund dafür, dass Farbstoffsolarzellen wesentlich günstiger hergestellt werden können, ist die Verwendung des Siebdruckes. Das ist ein bewährtes Verfahren in der industriellen Fertigung von Leiterbahnen. Damit lässt sich das Gemisch aus Farbstoff, Nanopartikeln und Elektrolyt in sehr dünnen Schichten auch auf biegsame Plastikfolien auftragen. Die Schichtdicken können zwischen 20 Nanometern und 20 Mikrometern liegen. Dadurch sind sehr flexible Solarmodule für neue Einsatzfelder möglich.

Weil Farbstoffsolarzellen als einzige solare Bauform fast durchsichtig herstellbar sind, könnten sie nicht nur auf Dächern installiert, sondern beispielsweise auch in Fenstern, Glasfassaden oder Werbetafeln integriert werden. Eine weitere Stärke der nach Grätzel benannten Zellen ist, dass das Materialgemisch Licht in einem breiteren Spektrum und auch unter ungünstigen Einfallswinkeln absorbieren kann.

Während Siliziumzellen ihre Leistung temperaturabhängig liefern, funktionieren Farbstoffsolarzellen zudem bei 25 Grad genauso wie bei 65 Grad. Ob sie der Sonne zugewandt sind oder nicht, spielt fast keine Rolle.

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Quelle

enbausa.de | Hans Schürmann 2013