Solarzellen: Nanobeschichtungen sorgen für mehr Effizienz

Zwei US-Forscherteams haben nach eigenen Angaben Techniken entwickelt, um Solarzellen einen höheren Wirkungsgrad zu verleihen. Dabei sollen mehr Elektronen pro Photon freigesetzt werden.

Artikel veröffentlicht am 19. Dezember 2011, 16:21 Uhr, Werner Pluta

Solarzellen: Wirkungsgrad von 31 auf 44 Prozent steigern (Bild: Denis Balibouse/Reuters)

Einen höheren Wirkungsgrad versprechen neue Solarzellen, die US-Wissenschaftler entwickelt haben. Beide Ansätze machen sich die sogenannte Multi-Exziton-Erzeugung (Multiple Exciton Generation, MEG) zunutze.

Mehr Elektronen

In einer Solarzelle geben auftreffende Photonen ihre Energie an Elektronen ab - jeweils ein Elektron pro Photon. Mit Hilfe von MEG soll die Zahl der Elektronen erhöht werden. Wissenschaftler der Universität des US-Bundesstaates Texas in Austin haben eine Beschichtung entwickelt, die das ermöglichen soll.

Die Beschichtung besteht aus dem organischen Halbleiter Pentacen und aus Kohlenstoffsphären, sogenannten Fullerenen. Treffe ein Photon mit einer hohen Energie auf diese Schicht, erzeuge es nicht wie bei herkömmlichen Solarzellen ein Elektron, sondern zwei. Dadurch lasse sich der Wirkungsgrad einer Solarzelle, der auf 31 Prozent begrenzt sei, auf 44 Prozent steigern, schreiben die Forscher um Xiaoyang Zhu im US-Wissenschaftsmagazin Science.

Quantenpunkte

Eine zweite Gruppe vom National Renewable Energy Laboratory (NREL) in Golden im US-Bundesstaat Colorado will den Wirkungsgrad von Solarzellen mit Hilfe von Quantenpunkten aus Bleiselenid erhöhen. Ein System aus solchen Quantenpunkten führte ebenfalls zu einer Erhöhung der Effizienz: Im Schnitt setze ein Photon 1,3 Elektronen frei, schreiben die NREL-Wissenschaftler um Matthew Beard in Science.

Beide Techniken sind noch im Laborstadium. Bis sie kommerziell verfügbar sind, dürfte es noch einige Jahre dauern.