Antenne: Schweizer Wissenschaftler verbinden Antenne mit Solarzellen

Schweizer Forscher haben eine Kombination aus Antenne und Solarzelle entwickelt. Mit solchen kompakten Modulen könnten künftig Satelliten ausgestattet werden.

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Kombiantenne: Kupferleiter oder durchsichtige Leiter
Kombiantenne: Kupferleiter oder durchsichtige Leiter (Bild: EPFL)

Wissenschaftler aus der Schweiz haben ein Verfahren entwickelt, um Solarzellen und Antennen zu kombinieren. Diese Antennen könnten unter anderem in der Raumfahrt eingesetzt werden.

  • Schema der Komibantenne (Grafik: EPFL)
Schema der Komibantenne (Grafik: EPFL)
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Die Antennen, die die Forscher von der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Lausanne (EPFL) entwickelt haben, bestehen aus Reflectarray Antennas und Dünnfilm-Solarzellen aus amorphem Silizium, die am Labor für Photovoltaik und Dünnfilm-Electronik (PV-Lab) der EFPL entwickelt wurden.

Leistung beibehalten

Sie seien nicht die ersten, die versucht hätten, Antennen und Solarzellen zu verbinden, sagt Julien Perruisseau-Carrier, dessen Arbeitsgruppe das System entwickelt hat. Sie hätten es aber geschafft, "die Leistung sowohl der Antenne als auch des photovoltaischen Systems beizubehalten und dabei die Struktur der Solarzellen intakt zu lassen."

Entscheidend sei die Anordnung, die sie gewählt hätten, erklärt Perruisseau-Carrier: Sie hätten auf die Solarzellen eine Glasschicht und darauf eine Schicht mit Leitern aufgebracht. So hätten sie sowohl eine hohe Leistung der Antenne als auch der Solarzellen erzielt, erklären die Forscher in einem Aufsatz, der als Preprint auf dem Dokumentenserver Arxiv veröffentlicht worden ist. Die Einbußen der Solarzellen lägen je nach Bauweise bei 10 bis 15 Prozent.

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Die Schweizer haben zwei verschiedene Antennentypen entwickelt: Bei der einen haben sie durchsichtige Leiter aus Kupfer eingesetzt, die mehr Sonnenlicht durchlassen, also die Effizienz bei der Erzeugung von Solarstrom priorisieren. Die andere Antenne hat Leiter aus Kupfer und bessere Empfangseigenschaften, jedoch eine geringere Ausbeute an Solarstrom. Je nach Anwendung kann die eine oder die andere Bauart gewählt werden.

Mögliche Anwendungen sind zum einen Kommunikationseinrichtungen für Einsätze in Katastrophengebieten: Da die Systeme mit der Technik aus Lausanne leichter sind, können sie auch besser transportiert werden. Eine andere Möglichkeit ist, leichtere und kompaktere Antennen für Satelliten zu bauen. Diese könnten so kleiner, leichter und damit günstiger werden.

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