Physiker:innen der schwedischen Universität Lund haben eine neuartige Tandem-Solarzelle entwickelt, die künftig eine doppelt so hohe Effizienz erreichen soll wie herkömmliche Solarzellen aus Silizium.
Nanodrähte aus verschiedenen Materialien
Für ihre Solarzelle nutzen die Forscher:innen Photovoltaik-Nanodrähte aus verschiedenen Materialien wie Indium, Arsen, Gallium und Phosphor. Diese Materialien reagieren auf unterschiedliche Wellenlängen des Sonnenlichts.
Damit soll – zumindest in der Theorie – ein deutlich höherer Wirkungsgrad als bei Silizium-Solarzellen möglich sein. Konkret ist von bis zu 47 Prozent die Rede. Bei den aktuell verwendeten Solarzellen ist bei gut 20 Prozent Schluss.
Extrem dünne Stäbe aus halbleitenden Materialien
Insgesamt zehn Jahre haben die Wissenschaftler:innen aus dem schwedischen Lund an der Optimierung der Nanodrähte gearbeitet. Dabei entwickelten sie extrem dünne Stäbe aus halbleitenden Materialien auf einem Substrat.
Dadurch sei es möglich gewesen, mit deutlich weniger Material auszukommen, wie Interesting Engineering schreibt. Das senkt die Kosten und die Belastung für die Umwelt.
Strom zwischen den Materialien übertragen
Die größte Herausforderung während des Entwicklungsprozesses sei gewesen, Strom zwischen den Materialien zu übertragen, so Magnus Borgström, Professor für Festkörperphysik und Autor der entsprechenden Studie. Die Ergebnisse der Forschung haben die Forscher:innen in der Zeitschrift Nano Research veröffentlicht.
Derzeit werden die Nanodrähte im Weltraum getestet. Ein damit ausgerüsteter Forschungssatellit des California Institute of Technology (Caltech) ist vor einigen Tagen ins All gestartet.
Nanodraht-Solarzellen für Satelliten
Künftig dürften die neuartigen Nanodraht-Solarzellen ohnehin vor allem an Satelliten im All zum Einsatz kommen – anstelle oder als Ergänzung zu Silizium-Solarzellen. Vorteile sind, neben dem höheren Wirkungsgrad, geringeres Gewicht und geringere Kosten. Außerdem sollen die Nanodrähte auch widerstandsfähiger sein.
Für den Einsatz auf Hausdächern seien die auf Satelliten montierten Varianten aber zu teuer, wie Borgström sagt. Weil die Silizium-Solarzellen aber ihre maximale Effizienzgrenze erreicht hätten, habe sich der Fokus von Wissenschaftler:innen weltweit auf Tandem-Solarzellen aller Couleur verlagert.
