Solarzellen: Kühlendes Polymergel verbessert die Effizienz

Es liegt in der Natur der Sache, dass Solarzellen im Betrieb recht heiß werden – schließlich sind sie direkter Sonneneinstrahlung ausgesetzt. Leider senkt dies auch die Effizienz der Zellen. Forscher der King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) in Saudi Arabien haben eine Lösung entwickelt, die diesem Problem entgegenwirken soll – und das, ohne zusätzliche Elektrizität zu verbrauchen.

Polymergel kühlt Solarzellen

Bei dem Ansatz der Forscher handelt es sich um ein Polymergel, das Calciumchlorid und Kohlenstoff-Nanoröhren enthält. Das Gel haftet gut auf glatten Oberflächen und kann so relativ einfach auf die Rückseite existierender Photovoltaik-Panels aufgebracht werden.

Das Funktionsprinzip des Gels ist wie folgt: Das Calciumchlorid zieht über Nacht Wassertropfen aus der feuchten Umgebungsluft und speichert diese in flüssiger Form. Wenn es Wasser aufnimmt, dehnt sich das Gel aus und hat das Potential, sein Trockengewicht zu verdoppeln. Tagsüber absorbieren die Nanoröhren dann Hitze von den Panels, bis das Gel warm genug wird, um das gespeicherte Wasser zu verdunsten. Der Verdunstungsprozess trägt die Hitze dann mit dem Wasserdampf wieder in die Luft.

Erfolgreiche Tests: Theoretisch könnten auch Kraftwerke gekühlt werden

Bei Tests an Solarzellen unter künstlichem Sonnenlicht konnte das Gel die Temperatur der Panels um etwa 10 Grad Celsius senken. In Tests unter Realbedingungen mit natürlichem Sonnenlicht konnte dieser Effekt sogar noch verstärkt werden. Das Gel konnte die Effizienz der Panels um bis zu 19 Prozent erhöhen.

„ We believe this cooling technology can fulfill the requirements of many applications because water vapor is everywhere and this cooling technology is easy to adapt to different scales. The technology could be made as small as several millimeters for electronic devices, hundreds of square meters for a building, or even larger for passive cooling of power plants„, so Postdoc Renyuan Li, der an der Studie beteiligt war.

KAUST via EurekAlert

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