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Solarzellen: Mehr Strom dank Falten
Eine neuartige Solarzelle
haben Berliner Wissenschaftler entwickelt. Sie setzen auf Falten
und erreichen so eine hohe Stromausbeute.
(jkm) - Eine neuartige Solarzelle
aus preiswerten Materialien stellen Berliner Forscher im Fachblatt
"Semiconductor Science & Technology" vor. Die Zelle
arbeitet mit einer extrem dünnen Licht absorbierenden Schicht,
die jedoch stark in Falten gelegt ist. Daher erreicht sie eine
hohe Stromausbeute.
Muss man viel Oberfläche
in begrenztem Raum unterbringen, legt man sie in Falten. Dieses
vom menschlichen Gehirn bekannte Prinzip haben Rolf Könenkamp,
jetzt an der Portland State University, Oregon, und seine Kollegen
vom Berliner Hahn-Meitner-Institut auf Solarzellen übertragen.
Darin wandelt eine lediglich 150 Nanometer (Millionstel Millimeter)
dünne Cadmiumtellurid-Schicht absorbiertes Licht besonders
effizient in Strom um. Und da sie stark gefaltet ist, entgehen
ihr deutlich weniger Photonen als in herkömmlichen Solarzellen.
Die Herstellung beginnt mit einer
Schicht stark porösen Titandioxids, dessen innere Oberflächen
mit dem Cadmiumtellurid-Film überzogen werden. Darauf folgt
als Gegenstück zum Titandioxid ein weiterer Halbleiter. Diese
Zellen weisen nicht nur eine riesige Absorberfläche auf.
Streulicht wird zudem in den Poren des Titandioxid immer wieder
reflektiert. Damit steigt die Chance, dass es doch noch von dem
Absorber geschluckt wird.
Wie die Forscher berichten, arbeiten
ihre "extremely thin absorber"- oder kurz ETA-Solarzellen
rund fünfzigmal effizienter als herkömmliche Pendants:
Bei einer Beleuchtung, wie sie einem sonnigen Tag entspricht,
liefert der Prototyp bei einer Spannung von knapp 0,7 Volt eine
Stromdichte von 8,9 Milliampere pro Quadratzentimeter.
Indem sie dem Cadmiumtellurid
etwas Quecksilber zusetzten, konnten Könenkamp und seine
Kollegen die Stromdichte nochmals um etwa 70 Prozent steigern.
Das Team hofft jedoch, dass ähnlich effiziente Solarzellen
nach diesem Prinzip auch ohne giftige Schwermetalle hergestellt
werden können.
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