Wichtiger Durchbruch: Forscher erzielen neue Rekordwerte bei hauchdünnen Solarzellen

Weltweit schreitet der Ausbau der Solarenergie immer weiter voran. Beschleunigt wird der Boom durch Fortschritte in der Forschung. So kommen die klassischen Solarmodule inzwischen auf Wirkungsgrade von mehr als dreißig Prozent. Fortschritte in diesem Bereich bedeuten stets: Es wird weniger Fläche benötigt, um die selbe Menge an Energie zu gewinnen. Schon seit einiger Zeit arbeiten Forscher aber auch an sogenannten TMD-Zellen. Diese haben den Vorteil, dass sie extrem dünn und sehr flexibel sind. Bisher allerdings konnten sie lediglich zwei Prozent des einfallenden Sonnenlichts in Elektrizität verwandeln. Dies ist deutlich zu wenig für kommerziell sinnvolle Einsatzszenarien. Forschern an der Stanford University ist nun allerdings gleich ein doppelter Durchbruch gelungen. Zum einen konnten sie die Umwandlungseffizienz der TMD-Zellen auf immerhin 5,1 Prozent steigern. Der bisherige Rekordwert konnte also mehr als verdoppelt werden.

Bild: Koosha Nassiri Nazif / University of Stanford

Die neuen Solarzellen sind leichter und leistungsfähiger

Dies soll zudem noch nicht das Ende der Fahnenstange darstellen. Vielmehr gehen die beteiligten Forscher davon aus, dass durch weitere optische und elektrische Verbesserungen theoretisch auch ein Wert von bis zu 27 Prozent möglich wäre. Damit wären die flexiblen TMD-Zellen dann beinahe so leistungsfähig wie die heute verwendeten klobigen Solarmodule. Der Prototyp der Stanford-Forscher kommt zudem noch in einem zweiten Bereich auf neue Rekordwerte: Beim Verhältnis zwischen Gewicht und Leistung. Selbst verglichen mit den bisher existierenden TMD-Zellen konnte hier eine Verbesserung um den Faktor 100 erreicht werden. Dies ist von entscheidender Bedeutung. Denn bei so gut wie allen kommerziellen Nutzungsszenarien gilt: Je dünner und flexibler die Solarzellen sind, desto einfacher können sie integriert werden. Den Forschern ist hier also ein entscheidender Durchbruch gelungen, der die weitere Verbreitung der Solarenergie beschleunigen sollte.

Die Anwendungsszenarien reichen von Textilien bis hin zu Autos

Denn die Einsatzmöglichkeiten für leistungsfähige TMD-Zellen sind extrem vielfältig. So könnten tragbare Wearables wie Smartwatches auf diese Weise dauerhaft mit Strom versorgt werden. Im Idealfall müssten sie dann nie an eine Steckdose angeschlossen werden und könnten rund um die Uhr getragen werden. Auch über die Integration in Kleidungsstücke wird bereits nachgedacht. Die so gewonnene Elektrizität könnte dann genutzt werden, um kleine elektronische Anwendungen zu betreiben. Es gibt aber auch schon Ideen für deutlich großflächigere Nutzungen. So wird weltweit an Solarautos geforscht, bei denen die Energie der Sonne die Reichweite erhöhen soll. Leistungsstarke und flexible Solarzellen-Folien könnten hier für wichtige Fortschritte sorgen. Auch Fassaden von Gebäuden ließen sich auf diese Weise einfacher zur Energiegewinnung nutzen. Nun liegt es an den Forschern in Stanford aus dem vielversprechenden Prototyp ein marktreifes Produkt zu machen.

Via: Freethink