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- 09.08.02 -

 

 

 

 


 

Solarzellen: Hohe Ausbeute im Doppelpack

Jülicher Forscher haben Dünnschicht-Solarzellen hergestellt, die das Sonnenlicht mit einer Effizienz von über 11 Prozent in elektrischen Strom umwandeln. Die Wissenschaftler arbeiten jetzt am Übergang vom Labormaßstab zu großflächigen und preisgünstigen Solarmodulen.

(jkm) - Zwar gibt es bereits Solarzellen, die mit einer Effizienz von bis zu 30 Prozent arbeiten. Durch den hohen Aufwand an Material und für die Fertigung sind diese Zellen jedoch so teuer, dass sie für eine Massenproduktion ungeeignet sind. Eine Alternative stellen Dünnschicht-Solarzellen dar, wie sie Bernd Rech und seine Kollegen vom Institut für Photovoltaik am Forschungszentrum Jülich entwickelt haben.

Grundlage dieser Zellen ist ein Glassubstrat, auf das wenige Tausendstel Millimeter dicke Schichten aus Silizium und einem Metalloxid aufgebracht werden. Sonnenlicht fällt durch das transparente Metalloxid auf die Siliziumschichten und bewirkt dort eine Trennung positiver und negativer Ladungen - diese fließen als elektrischer Strom über das leitende Metalloxid ab. Trotz einer preiswerten Herstellung waren solche Zellen aufgrund ihres geringen Wirkungsgrads bislang zum Einsatz in Taschenrechnern oder Uhren verdammt.

Durch zwei Kunstgriffe gelang es den Jülicher Forschern, die Effizienz von Dünnschichtzellen zu erhöhen. Einerseits stellten sie Tandem-Zellen mit übereinander gestapelten Schichten aus amorphem und aus mikrokristallinem Silizium her. Zudem verwendeten sie mit Salzsäure angerautes Zinkoxid als transparente Leiterschicht. Laut Rech arbeitete die Zelle auch nach 1.000 Stunden Beleuchtung noch mit einer Effizienz von 11.2 Prozent.

"Das war sozusagen der erste Schritt", so der Forscher. "Die wahre Herausforderung der Dünnschicht-Solarzelltechnologie kommt dann im zweiten Schritt, dem Übergang von einer einzelnen Zelle zum Solarmodul." Derzeit arbeite die Gruppe an der Herstellung von 30 mal 30 Zentimeter großen Modulen, in denen einzelne Zellen so zusammengeschaltet sind, dass sie genügend hohe Spannungen liefern.

Zwar gelängen einzelne Fertigungsschritte bereits im großen Maßstab, erläutert Rech. "Unser Ziel ist jedoch ein industrienaher und technologisch ausgereifter Prototyp, der in eine kostengünstige Massenproduktion überführt werden kann."

 

 Mehr Informationen:

Forschungszentrum Jülich, Institut für Photovoltaik

Forschungsverbund Sonnenergie

vista verde: Solarnergie

 

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