Leichte Solarzellen für den Weltraum: Testflug in Schweden war ein Erfolg

Statt mit schwergewichtigen Solarzellen aus Silizium oder so genannten III/IV-Halbleitern werden die Satelliten der Zukunft ihren Strom möglicherweise aus leichtgewichtigen Zellen einer neuen Bauart beziehen. Pro Gewichtseinheit liefern sie zehnmal mehr Strom als Siliziumzellen. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt testete die gemeinsam mit einem Team um Peter Müller-Buschbaum, Professor für Funktionelle Materialien an der Universität Stuttgart auf einem Raumflug. An Bord einer Rakete, die auf der European Space and Sounding Rocket Range im schwedischen Kiruna startete, waren gleich zwei Dünnfilm-Solarzellentypen an Bord. Sie überstanden die starke Beschleunigung beim Start und die Erschütterungen während des Fluges ohne Schaden zu nehmen. Die Rakete erreichte eine Höhe von knapp 240 Kilometern.

Modifizierte Perowskit-Solarzellen

„Die elektrischen Messungen während des Fluges und die materialwissenschaftliche Auswertung nach Bergung der Rakete haben gezeigt, dass Perowskit- und organische Solarzellen ihr Potenzial hinsichtlich ihrer erwarteten Leistung in Umlaufbahnhöhe erreichen können“, sagt Müller-Buschbaum.

Eingesetzt wurden modifizierte Perowskit-Solarzellen – Perowskit ist ein natürliches kristallines Material, das Licht besonders effektiv in Strom umwandelt. Die Forscher reicherten die Grundstruktur, die künstlich erzeugt wurde, mit organischen und anorganischen Elementen an. Anders als Siliziumzellen liefern die neuen Stromerzeuge auch dann noch Energie, wenn das Licht knapp wird. Es reicht beispielsweise das von der Erde reflektierte Sonnenlicht. Professor Andreas Meyer, Direktor des DLR-Instituts für Materialphysik im Weltraum sieht diese Zellen als ideale Stromerzeuger für sonnenferne Missionen.

Chancen auch bei irdischen Einsätzen

Meyer hält auch einen späteren Einsatz auf der Erde für möglich: „Es wäre nicht das erste Mal, dass Innovationen sich zuerst als Weltraumtechnologien etablieren, bevor sie dann weltweit in anderen Bereichen angewendet werden.“ Ein Grund dafür seien die sehr hohen Anforderungen, die der Weltraum an alle technischen Komponenten stellt.

Bei Weltraummissionen wird möglichst viel Gewicht eingespart, weil die Transportkosten extrem hoch sind. Sie liegen je nach Art zwischen 2500 und 20.000 Dollar, manchmal noch höher. Da machen leichtgewichtige Solarzellen schon was aus.

via DLR

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