{"id":58311,"date":"2011-08-17T00:00:00","date_gmt":"2011-08-16T22:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/politik\/mehr-ertrag-bei-der-sonnenernte.html"},"modified":"2011-08-17T00:00:00","modified_gmt":"2011-08-16T22:00:00","slug":"mehr-ertrag-bei-der-sonnenernte","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/de\/politik\/mehr-ertrag-bei-der-sonnenernte\/","title":{"rendered":"Mehr Ertrag bei der Sonnenernte"},"content":{"rendered":"

Solarzellen wandeln bisher nur wenig Licht in Strom um. <\/p>\n

Neue Nanomaterialien sollen die Ausbeute deutlich erh\u00f6hen. Auch an der Erzeugung von Wasserstoff direkt aus Sonnenlicht arbeiten die Nanoforscher der ETH Z\u00fcrich.<\/p>\n

Die Photovoltaik boomt. Immer mehr Solarmodule schimmern auf D\u00e4chern, wo sie aus Sonnenlicht Strom erzeugen. Leider sind sie dabei nicht sehr effektiv. Deutlich unter 20 Prozent des Sonnenlichts wandeln handels\u00fcbliche Solarzellen in elektrische Energie um, auch wenn in Labors schon Wirkungsgrade jenseits der 30 Prozent erreicht wurden.<\/p>\n

Forscher in aller Welt arbeiten deshalb unter Hochdruck an Konzepten, die Stromausbeute zu erh\u00f6hen. Eine Schl\u00fcsseltechnologie k\u00f6nnte dabei die Nanotechnologie spielen. Die Idee: Mit winzigen Strukturen, deutlich kleiner als die Wellenl\u00e4nge des Lichts, l\u00e4sst sich die Umwandlung gezielt beeinflussen. Gleich mehrere Wissenschaftler an der ETH Z\u00fcrich besch\u00e4ftigen sich mit solchen Konzepten.<\/p>\n

Heisse Elektronen<\/p>\n

Einer von ihnen ist David Norris, Professor am Departement f\u00fcr Maschinenbau und Verfahrenstechnik<\/a>. Der Chemiker kam im M\u00e4rz 2010 an die ETH, zuvor arbeitete er an der Universit\u00e4t von Minnesota. Mit seinem Team dort hatte er im vergangenen Jahr eine vielbeachtete Arbeit im renommierten Wissenschaftsmagazin \u00abScience\u00bb ver\u00f6ffentlicht. Darin besch\u00e4ftigt sich Norris mit sogenannten heissen Elektronen.<\/p>\n

Trifft Sonnenlicht auf das Halbleitermaterial, entstehen Ladungstr\u00e4ger \u2013 je mehr umso besser, denn dann fliesst ein st\u00e4rkerer Strom.<\/p>\n

Das klappt aber nur besonders effektiv mit Licht passender Wellenl\u00e4nge. Solarzellen erzielen n\u00e4mlich ihre beste Ausbeute bei Wellenl\u00e4ngen um 1000 Nanometer, also mit infrarotem Licht. Ist die Wellenl\u00e4nge k\u00fcrzer, wie zum Beispiel beim Tageslicht, entstehen zwar auch Elektronen, doch die haben eine Extraportion Energie, sind also „heiss“, wie die Physiker sagen.<\/p>\n

Das ist schlecht, denn die Ladungstr\u00e4ger k\u00fchlen sich innerhalb von wenigen Billionstelsekunden ab und heizen mit ihrer \u00fcbersch\u00fcssigen Energie das Solarmodul auf. Das dr\u00fcckt den Wirkungsgrad merklich.<\/p>\n

Mit Norris\u2019 Methode lassen sich die Elektronen so lange heiss halten, bis sie \u00fcber das Leitungsgitter die Solarzelle verlassen haben. Dazu nutzte das Team Nanostrukturen aus Bleiselenid in Kombination mit einer Schicht aus Titandioxid. Dieser Trick vergr\u00f6ssert die energetische Bandl\u00fccke, die ein Ladungstr\u00e4ger im Halbleitermaterial \u00fcberspringen muss. Durch die gr\u00f6ssere L\u00fccke werden die Elektronen quasi gezwungen, ihre Energie zu behalten, weil sie sonst die Barriere nicht \u00fcberwinden k\u00f6nnen.<\/p>\n

Die Hot-Silizium-Solarzelle w\u00e4re die ultimative Solarzelle. „66 Prozent Wirkungsgrad ist das theoretische Limit“, sagt David Norris.<\/p>\n

Den Artikel k\u00f6nnen Sie hier weiterlesen<\/a><\/p>\n

und finden ihn ausf\u00fchrlich im ETH GLOBE | Nr. 2\/Juni 2011 | Seite 22<\/a><\/p>\n

Quelle<\/h5>\n

ETH Z\u00fcrich 2011<\/p>\n

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