Biegsame Solarzellen: Schweizer Forscher erreichen einen neuen Rekordwert

Weltweit wird die Solarenergie immer stärker ausgebaut. Für die Stromerzeugung werden zumeist feste Solarmodule aus kristallinem Silizium verwendet. Diese sind allerdings vergleichsweise schwer und unflexibel. Sie lassen sich also nicht überall installieren. Abhilfe schaffen könnten daher sogenannte organische Solarzellen. Diese basieren auf einer Polymerbasis. Die für die Umwandlung des Sonnenlichts benötigten Halbleiter werden als dünne Schicht auf eine Kunststoffbasis gedruckt. Auf diese Weise entstehen extrem leichte Solarmodule, die sich auch biegen und rollen lassen. Erste Anwendungen für organische Solarzellen wurden auch bereits realisiert. Eine flächendeckende Verbreitung ergibt bisher aber noch keinen Sinn. Denn der Wirkungsgrad der dünnen Solarzellen ist deutlich niedriger als bei den klassischen Solarmodulen. Immerhin haben Schweizer Forscher in diesem Punkt nun aber eine deutliche Verbesserung erreichen können. Damit setzt sich ein schon länger anhaltender Trend fort: Der Wirkungsgrad von organischen und klassischen Solarmodulen nähert sich weiter an.

Der Wirkungsgrad konnte auf 21,4 Prozent gesteigert werden

Konkret arbeiteten die Wissenschaftler mit einer Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid-Solarzelle. Produziert wurde diese mithilfe der bereits etablierten Niedrigtemperatur-Verdampfungsmethode. Auch hier dient eine Polymerfolie als Basis, auf der sich dann das Halbleitermaterial als extrem dünne Schicht etabliert. Der neue Ansatz der Forscher bestand nun darin, dass sie zum einen die Zusammensetzung der Halbleiterschicht optimierten. Zum anderen wurde die organische Solarzelle anschließend aber auch mit einem speziellen Licht- und Wärmeverfahren behandelt. Dies erhöhte die Leistungsfähigkeit dauerhaft. Konkret gelang es den Forschern so, den Wirkungsgrad auf 21,4 Prozent zu erhöhen – was einen Rekordwert für organische Solarzellen darstellt. Zur Einordnung: Bei klassischen starren Solarmodulen werden Werte von 26,7 Prozent erreicht. Es besteht also noch ein gewisser Unterschied. Der Abstand scheint aber nicht mehr unüberwindlich groß zu sein. Zumal organische Solarzellen eine Reihe von Vorteilen mit sich bringen und so die Energiewende weiter voranbringen könnten.

Häuserfassaden und Ackerflächen könnten besser genutzt werden

Denn durch ihre Flexibilität sind die Einsatzmöglichkeiten beinahe unbegrenzt. Einige der angedachten Ideen dürften dabei eher etwas für einen Nischenmarkt sein. Denn wer möchte denn wirklich mit Solarzellen auf der Kleidung herumlaufen? In anderen Bereichen könnten die neuen Solarzellen allerdings dazu beitragen, dass große bisher noch mehr oder weniger ungenutzte Flächen für die Solarenergie erschlossen werden. Dies gilt beispielsweise für die Fassaden von Häusern. Theoretisch wäre es sogar denkbar, organische Solarzellen zu entwickeln, die einen Teil des Lichts passieren lassen. Dann könnten sogar Fenster entsprechend bedeckt werden. Auch in der Landwirtschaft wäre dies ein interessanter Ansatz. So könnten flexible Solarmodule auf den Feldern oberhalb der Pflanzen installiert werden. Diese würden dann Strom erzeugen, ohne dem Gemüse das Licht wegzunehmen. All dies sind aktuell aber noch Zukunftsszenarien. Je weiter der Wirkungsgrad allerdings noch erhöht werden kann, desto wahrscheinlicher wird eine Umsetzung.

Via: Empa

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