Spezial-Gel steigert die Effizienz von Solarzellen

Ein organisches Gel kann die Effizienz von herkömmlichen Solarmodulen verdoppeln. Es enthält eine Mischung aus biologischen Materialien, um das Sonnenlicht zu sammeln. So lässt sich ein viel größerer Teil des Lichtspektrums in Strom umwandeln als bisher.

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Durch das spezielle Pflanzengel aus organischem Material lässt sich weitaus mehr Licht praktisch einfangen. Die Steigerung der Effizienz von Solarzellen ist dabei enorm. (Foto: Peter Morenus/UConn Photo)

Das Gel aus organischem Material macht es möglich, das bisher ungenutzte blaue Lichtspektrum zu „ernten“. (Foto: Peter Morenus/UConn Photo)

US-Wissenschaftler haben ein spezielles Gel entwickelt, das die Effizienz von Solarzellen verdoppeln kann.  Durch die Nutzung eines größeren Teils des Lichtspektrums lässt sich deutlich mehr Strom produzieren.

Herkömmliche Solarzmodule können derzeit meist  nur einen Teil des Lichtspektrums in Strom umwandeln, da sie nur Photonen mit einem ganz bestimmten Energielevel verarbeiten. Dadurch bleibt etwa das gesamte Blau-Spektrum des Lichts ungenutzt.

Das Gel, das Professor Challa V. Kumar von der University of Connecticut mit seinem Team entwickelt hat, wirkt hier nun wie eine Art Filter: Es sammelt dazu nicht verwendete blaue Photonen im Lichtspektrum ein und wandelt sie durch einen „künstliche Photosynthese“-Prozess in Photonen mit einem niedrigeren Energie-Level um. Diese kann eine Silizium-Solarzelle dann in Strom verwandeln, erklärt Kumar dem Fachmagazin phys.org.

Inspiriert wurde das Team dabei von Pflanzen: Das Gel enthält eine Mischung aus biologisch abbaubaren Materialien, um das Sonnenlicht zu sammeln, ähnlich wie das Chlorophyll in Pflanzen. Allerdings ist das Rezept nicht gerade vegetarisch: Es enthält tierisches Protein aus Rinderblut – einem Abfallprodukt aus der Fleischindustrie, sowie Fettsäure aus Kokosnüssen und verschiedene organische Farbstoffe. Zusammen bilden diese Stoffe eine Beschichtung, die den Absorptionsprozess ungenutzter Photonen und damit die Leistung der Zellen erhöht.

Im Vergleich zu ähnlichen Projekten zur Forschung der Effizienz von Sollarzellen hat das Gel einen entscheidenden Vorteil: Es muss kein neues Produktionsverfahren geschaffen werden, sondern das Gel kann in den bestehenden Produktionsprozess  normaler Solarzellen integriert werden.

Das Gel könne zudem  günstig und mit wenig Aufwand aus kompostierbare Naturstoffen und Recycling-Material produziert werden. Zuvor gilt es jedoch, noch einige Langzeit- und Belastungstests zu bestehen. „Unsere Vision ist es, die Technologie in den Herstellungsprozess von Solarmodulen, die Hausbesitzer tausende von Dollar kosten, zu integrieren und diese damit effizienter und leichter erschwinglich zu machen“, so Kumar.

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