{"id":112331,"date":"2026-01-28T10:47:45","date_gmt":"2026-01-28T09:47:45","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/?p=112331"},"modified":"2026-01-28T10:47:45","modified_gmt":"2026-01-28T09:47:45","slug":"neue-methode-hilft-zu-erklaeren-wie-solarzellen-sich-selbst-reparieren-koennen-mithilfe-von-sonnenlicht","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/de\/wissenschaft\/neue-methode-hilft-zu-erklaeren-wie-solarzellen-sich-selbst-reparieren-koennen-mithilfe-von-sonnenlicht\/","title":{"rendered":"Neue Methode hilft zu erkl\u00e4ren, wie Solarzellen sich selbst reparieren k\u00f6nnen \u2026 mithilfe von Sonnenlicht"},"content":{"rendered":"\n

Forscher der UNSW haben ein Verfahren entwickelt, mit dem genau festgestellt werden kann, wie Solarzellen durch ultraviolette Strahlung besch\u00e4digt werden \u2013 und was passiert, wenn sie sich dank der Sonne auf nat\u00fcrliche Weise wieder erholen.<\/p>\n\n\n\n

Ingenieure der UNSW Sydney haben eine Methode entwickelt, um Solarzellen w\u00e4hrend ihres Betriebs auf mikroskopischer Ebene zu \u00fcberwachen \u2013 um genau herauszufinden, wie Sch\u00e4den durch ultraviolettes Licht auf nat\u00fcrliche Weise repariert werden k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n

Die neue \u00dcberwachungsmethode erm\u00f6glicht es Experten, chemische Ver\u00e4nderungen im Inneren hocheffizienter Silizium-Solarzellen direkt zu beobachten, w\u00e4hrend diese unter UV-Einwirkung zerfallen. Dies d\u00fcrfte wiederum dazu beitragen, Verfahren zu entwickeln, mit denen sich die Zellen unter normalem Sonnenlicht regenerieren k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n

Die von Scientia-Professor Xiaojing Hao geleitete Forschung, die in einem neuen Fenster<\/a> ge\u00f6ffnet wird und in Energy & Environmental Science<\/em><\/a> ver\u00f6ffentlicht wurde, k\u00f6nnte die Art und Weise, wie Solarmodule f\u00fcr den langfristigen Einsatz im Freien getestet, konstruiert und zertifiziert werden, erheblich ver\u00e4ndern.<\/p>\n\n\n\n

\u201eDiese neue Methode kann direkt in der Produktionslinie eingesetzt werden, um schnell zu \u00fcberpr\u00fcfen, wie gut Solarzellen UV-Sch\u00e4den widerstehen, was sie f\u00fcr die zuk\u00fcnftige Qualit\u00e4tskontrolle w\u00e4hrend der Herstellung n\u00fctzlich macht\u201c, sagt Prof. Hao.<\/p>\n\n\n\n

Silizium-Solarzellen leiden unter einer Verringerung ihrer Effizienz und Leistung im Laufe der Zeit aufgrund der Einwirkung von ultravioletter Strahlung \u2013 bekannt als ultraviolettinduzierte Degradation (UVID).<\/p>\n\n\n\n

Einige fr\u00fchere Studien haben gezeigt, dass der Leistungsabfall nach einer Beschleunigungstestdauer von 2000 Stunden UV-Strahlung bis zu 10 % betragen kann.<\/p>\n\n\n\n

Photovoltaik-Experten wissen seit langem, dass Solarzellen einen Teil dieser Leistungseinbu\u00dfen wieder wettmachen k\u00f6nnen, wenn sie w\u00e4hrend des normalen Betriebs dem Sonnenlicht ausgesetzt sind \u2013 allerdings wurde diese Erholung nur in Bezug auf die elektrische Leistung beobachtet, und es blieb ein R\u00e4tsel, was tats\u00e4chlich im Inneren des Materials vor sich ging.<\/p>\n\n\n\n

Ohne dieses Verst\u00e4ndnis war es schwierig zu bestimmen, ob UV-bedingte Leistungsverluste dauerhaft sind, wie schwerwiegend sie sind und wie gut die aktuellen Teststandards die realen Bedingungen widerspiegeln.<\/p>\n\n\n\n

Das von der UNSW geleitete Team, darunter Dr. Ziheng Liu, \u00f6ffnet sich in einem neuen Fenster<\/a>, Dr. Pengfei Zhang und Dr. Caixia Li, ging diese Herausforderung an, indem es eine neue, zerst\u00f6rungsfreie \u00dcberwachungstechnik entwickelte, mit der Ver\u00e4nderungen auf Materialebene im Inneren einer funktionierenden Solarzelle verfolgt werden k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n

Sie verwendeten eine Technik namens Ultraviolett-Raman-Spektroskopie, bei der ein Material identifiziert wird, indem es mit einem Laser bestrahlt und die Streuung des Lichts analysiert wird, um die molekularen Schwingungen des Materials aufzudecken.<\/p>\n\n\n\n

Mit dieser Methode konnten die Forscher die chemischen Bindungen in der N\u00e4he der Oberfl\u00e4che der Solarzelle beobachten, w\u00e4hrend diese UV-Licht ausgesetzt war und sich unter sichtbarem Licht erholte. Die Zelle blieb dabei jederzeit intakt. Die Technik kann f\u00fcr Zellen verwendet werden, die unter realistischen Bedingungen betrieben werden.<\/p>\n\n\n\n

Diese Technik funktioniert \u00e4hnlich wie eine Kamera. Anstatt nur zu messen, wie viel Strom die Zelle produziert, k\u00f6nnen wir direkt in Echtzeit sehen, wie sich das Material selbst ver\u00e4ndert. Dr. Ziheng Liu | Korrespondierender Autor des Artikels in Energy & Environmental Science<\/p>\n\n\n\n

\u201eNormalerweise k\u00f6nnen wir nur die Leistungsabgabe messen. Das wurde bereits von vielen Menschen beobachtet, aber mit dieser neuen Methode erkl\u00e4ren wir auch den Mechanismus und k\u00f6nnen die Ver\u00e4nderung auf Materialebene sehen\u201c, f\u00fcgte Dr. Liu hinzu.<\/p>\n\n\n\n

Bisher mussten f\u00fcr die Untersuchung solcher Prozesse die Zellen zerlegt oder indirekte elektrische Messungen durchgef\u00fchrt werden, sodass es unm\u00f6glich war, reversible Ver\u00e4nderungen zu beobachten, w\u00e4hrend sie auftraten.<\/p>\n\n\n\n

Mit der neuen \u00dcberwachungsmethode konnten die Forscher beobachten, wie die chemischen Ver\u00e4nderungen abliefen, und besser verstehen, wie die Sch\u00e4den durch normales Licht repariert wurden.<\/p>\n\n\n\n

Auf mikroskopischer Ebene ver\u00e4ndert UV-Licht bestimmte chemische Bindungen zwischen Wasserstoff-, Silizium- und Boratomen in der N\u00e4he der Zelloberfl\u00e4che. Dies schw\u00e4cht die Qualit\u00e4t der Oberfl\u00e4chenschicht und verringert die Leistung. Entscheidend war, dass das Team diese Bindungs\u00e4nderungen zum ersten Mal direkt beobachten konnte.<\/p>\n\n\n\n

Als die Zelle sp\u00e4ter normalem sichtbarem Licht ausgesetzt wurde, konnten die Forscher beobachten, wie die chemische Struktur in ihren urspr\u00fcnglichen Zustand zur\u00fcckkehrte. Wasserstoffatome wanderten zur\u00fcck zur Oberfl\u00e4che, gebrochene Bindungen wurden repariert und das Material erholte sich.<\/p>\n\n\n\n

\u201eDies best\u00e4tigt, dass die Wiederherstellung nicht nur ein elektrischer Effekt ist\u201c, sagte Dr. Liu von der School of Photovoltaic and Renewable Energy Engineering der UNSW, \u00f6ffnet in einem neuen Fenster<\/a>. \u201eDas Material selbst repariert sich auf atomarer Ebene.\u201c<\/p>\n\n\n\n

Warum die \u00dcberwachungsmethode wichtig ist<\/h4>\n\n\n\n

Die M\u00f6glichkeit, reversible Materialver\u00e4nderungen direkt zu beobachten, hat erhebliche Auswirkungen auf die Solarindustrie.<\/p>\n\n\n\n

Solarzellen werden anhand von beschleunigten Alterungstests zertifiziert, bei denen die Zellen \u00fcber kurze Zeitr\u00e4ume intensiver UV-Strahlung ausgesetzt werden, um den jahrelangen Einsatz im Freien zu simulieren. Wenn ein Degradationsprozess jedoch unter normalem Sonnenlicht reversibel ist, k\u00f6nnen solche Tests den Verlust \u00fcbersch\u00e4tzen und dauerhafte Sch\u00e4den verursachen, die unter realen Au\u00dfenbedingungen nicht auftreten w\u00fcrden.<\/p>\n\n\n\n

Durch die genaue Aufdeckung, welche Ver\u00e4nderungen vor\u00fcbergehend und welche dauerhaft sind, bietet die neue \u00dcberwachungsmethode eine wissenschaftliche Grundlage f\u00fcr die Verbesserung dieser Tests.<\/p>\n\n\n\n

\u201eDieser Ansatz hilft, zwischen echter langfristiger Degradation und reversiblen Ver\u00e4nderungen zu unterscheiden\u201c, sagte Dr. Liu. \u201eDiese Unterscheidung ist f\u00fcr eine genaue Lebensdauerprognose unerl\u00e4sslich.\u201c<\/p>\n\n\n\n

\u00dcber die wissenschaftlichen Erkenntnisse hinaus bietet die \u00dcberwachungstechnik praktische Vorteile.<\/p>\n\n\n\n

Herk\u00f6mmliche UV-Degradationstests k\u00f6nnen Tage oder Wochen dauern und erfordern oft zerst\u00f6rende Analysen. Im Gegensatz dazu kann die Raman-basierte Methode die UV-Empfindlichkeit in Sekundenschnelle erkennen, ohne die Solarzelle zu besch\u00e4digen.<\/p>\n\n\n\n

Dank dieser Schnelligkeit und Realit\u00e4tsn\u00e4he eignet sie sich gut f\u00fcr den Einsatz in der Fertigung, wo schnelles Feedback entscheidend ist. Die Forscher sagen, dass die Methode zum Screening neuer Materialien, Verarbeitungsbedingungen oder Design\u00e4nderungen verwendet werden k\u00f6nnte, bevor die Zellen zu vollst\u00e4ndigen Solarmodulen verarbeitet werden.<\/p>\n\n\n\n

In Zukunft k\u00f6nnte sie sogar f\u00fcr die Inline-Qualit\u00e4tskontrolle angepasst werden, sodass Hersteller potenzielle UV-bedingte Probleme fr\u00fchzeitig in der Produktion erkennen k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n

Unterst\u00fctzung f\u00fcr ein besseres Design von Solarmodulen<\/h4>\n\n\n\n

Die \u00dcberwachungsmethode hilft auch zu erkl\u00e4ren, warum einige Solarzellen st\u00e4rker als andere degradieren.<\/p>\n\n\n\n

Durch die direkte Beobachtung von Ver\u00e4nderungen auf Materialebene zeigten die Forscher, wie Designentscheidungen wie die Dicke der Passivierungsschicht oder die Eigenschaften der Oberfl\u00e4chenbeschichtung die Bewegung von Wasserstoff w\u00e4hrend der UV-Exposition und der Erholung beeinflussen k\u00f6nnen. Dieses Wissen w\u00fcrde es den Herstellern erm\u00f6glichen, fundierte Kompromisse zwischen Spitzenwirkungsgrad, Haltbarkeit und Kosten zu finden.<\/p>\n\n\n\n

Wichtig ist, dass die Studie \u2013 unterst\u00fctzt vom ARC Research Hub for Photovoltaic Solar Panel Recycling and Sustainability (PVRS) \u2013 zeigt, dass eine Solarzelle, die sich vor\u00fcbergehend verschlechtert, sich dann aber wieder erholt, tats\u00e4chlich eine teurere Konstruktion \u00fcbertreffen kann, die \u00fcber ihre gesamte Lebensdauer hinweg grunds\u00e4tzlich UV-best\u00e4ndiger ist.<\/p>\n\n\n\n

\u201eDiese Arbeit gibt uns ein klareres Bild davon, wie sich Solarzellen in der Praxis verhalten\u201c, sagt Prof. Hao. \u201eMit besseren \u00dcberwachungsinstrumenten k\u00f6nnen wir bessere Tests, bessere Paneele und letztlich zuverl\u00e4ssigere Solarenergiesysteme entwickeln.\u201c<\/p>\n\n\n\n