Solarzellen werden immer effizienter. (Foto: Shutterstock / ME Image)
Forschern der Hong Kong Polytechnic University ist es gelungen, organische Solarzellen effizienter zu gestalten als bisher. Eine höhere Effizienz macht die Zellen nicht nur wirtschaftlicher, sondern auch für weitere Einsatzzwecke interessant.
Wie sie das geschafft haben, erklären die Forscher um Professor Li Gang in einem Forschungsbericht, der in dem Journal Nature Communications erschienen ist. So konnten sie einen Energieumwandlungswirkungsgrad (PCE) von 19,31 Prozent erreichen – ein neuer Rekord für organische Solarzellen.
Der PCE misst die erzeugte Leistung, die von Photovoltaikanlagen aus einer bestimmten Sonneneinstrahlung generiert werden kann. Erreicht haben die Forscher diesen Wert hauptsächlich durch die Verwendung von 1,3,5-Trichlorbenzol als Kristallisationsregulator.
Weniger Wärmeverlust bedeutet mehr Strom
Das Forscherteam wendete bei der Entwicklung der Zellen eine sogenannte Intermediate-State-Manipulation-Strategie (ISM-Strategie) an. Diese basiert auf der Nutzung des oben genannten Lösungsmitteladditivs, wie Techxplore schreibt.
Das hat zur Folge, dass der strahlungslose Rekombinationseffekt reduziert wird. Das steigert die Effizienz der Lichterzeugung und reduziert den Wärmeverlust. Das Ergebnis sind effizientere Solarzellen.
„Herausforderungen in der Forschung ergaben sich aus den bestehenden, auf Additiven basierenden Benchmark-Methoden zur Morphologiekontrolle, die unter einem strahlungslosen Rekombinationsverlust leiden und somit die Leerlaufspannung aufgrund übermäßiger Aggregation senken“, sagte Professor Li.
Effizientere Solarzellen ermöglichen neue Anwendungsfälle
Professor Li führt weiter aus, dass der Durchbruch der Technik neue Anwendungsfälle für organische Solarzellen ermöglichen kann. Vor allem sieht er die Anwendung bei tragbarer Elektronik und bei gebäudeintegrierten Solarzellen.
Ganz dort angekommen sind wir allerdings noch nicht. Dafür müssten wir eine Effizienz von 20 Prozent sowie eine stabilere Leistung erreichen. Zusätzlich sind weitere Eigenschaften wie Flexibilität, Dehnbarkeit, einstellbare Farbe oder Transparenz der Zellen wünschenswert.
Er sieht die Ergebnisse als sehr motivierend und sie sollten die Entwicklung von Solarzellen weiter beschleunigen.
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