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Solarenergie: Dieser Trick könnte Panels um 66 Prozent effizienter machen

Klassische Solarzellen sind flach, um das Licht im perfekten Winkel aufzunehmen. Dabei könnte eine andere Struktur vielversprechender sein. Bis zu 66 Prozent mehr Energie soll ein Panel so produzieren können.

1 Min. Lesezeit
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Solarpanels sollen mit ihrer flachen Textur möglichst viel Strom produzieren. Mittlerweile gibt es bald eine Alternative (Foto: kckate16/ Shutterstock).

Solarzellen sind eine wichtige nachhaltige Stromquelle. Häufig folgt das flache Design dem Verlauf der Sonne, um möglichst viel Licht einzufangen. Dafür sind die Panels in einem Winkel zwischen 15 und 40 Grad angebracht. Bislang haben Forschende angenommen, dass das die ergiebigste Konstruktionsweise von Solarzellen ist.

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Kleine Noppen für effizientere Zellen

Nun hat ein Wissenschaftler der Abdullah-Gül-Universität in Kayseri (Türkei) der Idee der flachen Solarzelle eine wortwörtliche Delle verpasst. In der Studie von Dooyoung Hah untersuchte der Forscher „halbkugelig-schalenförmige“ Photovoltaik- Zellen. Die Zellen bestehen aus einem organischen Polymer namens P3HT:ICBA und liegen über einer Aluminiumschicht und einem PMMA-Substrat, das mit einer transparenten Schutzschicht aus Indiumzinnoxid (ITO) abgedeckt ist. 

Die genoppte Textur soll organischen Solarzellen helfen, mehr Energie aufzunehmen (Darstellung: D. Hah)

Die Zelle wurde jedoch noch nicht hergestellt, sondern lediglich simuliert. Mithilfe der 3D Finite-Element-Methode, mit der physikalische Analysen von komplexen Objekten durchgeführt werden, wurde das Panel auf Energieeffizienz untersucht. Doch hier sind die Ergebnisse vielversprechend.

Im Vergleich zu den flachen Oberflächen zeigten Solarzellen mit den Noppen je nach Lichtrichtung eine um 36 bis 66 Prozent verbesserte Lichtabsorption. Die strukturierte Textur der Panels ist außerdem bei Lichteinfall aus einer größeren Bandbreite von Richtungen effizienter und schafft somit eine Winkelabdeckung von bis zu 82 Grad.

Vielfältige Einsatzgebiete

Gegenüber der SPIE, der internationalen Gesellschaft für Optik und Photonik, äußert sich Dooyoung Hah zuversichtlich: „Aufgrund der verbesserten Absorptions- und Omnidirektionalitätseigenschaften werden die vorgeschlagenen halbkugelförmigen, schalenförmigen aktiven Schichten in verschiedenen Anwendungsbereichen organischer Solarzellen von Vorteil sein.“
So sollen die neuen Solarzellen in der Biomedizin, als auch an Gewächshäusern, in der Stromerzeugung und im Internet-Of-Things-Bereich eingesetzt werden. Dafür muss allerdings das genoppte Panel erst einmal gebaut werden. Dazu, wie kompliziert das Herstellungsverfahren sein wird, haben sich die Forschenden allerdings nicht geäußert.
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w-g

Nix Neues – gibt es geraume Zeit schon bei Bildsensoren für Fotografie – dort bekannt als Mikrolinsen: https://www.edmundoptics.de/knowledge-center/trending-in-optics/advancements-in-cmos-sensor-technology/

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