Erneuerbare Energien: Tarnkappe soll Solarzelle effizienter machen

Eine praktische Anwendung für ein Metamaterial: Karlsruher Forscher wollen mit Hilfe einer Tarnkappe den Wirkungsgrad von Solarzellen steigern.

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Solarzelle mit Tarnkappe: für die Massenfertigung geeignet
Solarzelle mit Tarnkappe: für die Massenfertigung geeignet (Bild: Martin Schumann/KIT)

Unsichtbare Drähte sollen den Wirkungsgrad von Solarzellen verbessern: Forscher des Karlsruhe Institute of Technology (KIT) wollen mit Hilfe eines Metamaterials Abschattungen auf den Zellen durch Bauteile mindern. In Simulationen sieht das gut aus.

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Etwa ein Zehntel einer Solarzelle ist von Kontaktfingern bedeckt. Das sind Drähte, die den Strom von Solarzellen abführen. Diese Fläche wird abgeschattet und kann nicht für die Stromerzeugung genutzt werden. Eine Solarzelle hat einen Wirkungsgrad von etwa 20 Prozent. Das bedeutet, nur ein Fünftel des auftreffenden Sonnenlichts wird in elektrische Energie gewandelt.

Tarnkappe leitet Licht um Drähte

Die Forscher entwickeln jetzt eine Tarnkappe für die Kontaktfinger. Sie besteht aus einem Metamaterial, das das Licht um die Drähte herum auf die Solarzelle leitet. Metamaterialien sind Stoffe, die eine besondere Struktur haben. Die Struktur verleiht dem Stoff Eigenschaften, die in der Natur nicht vorkommen - etwa, dass Licht, das auf ein Objekt trifft, nicht reflektiert, sondern um einen Gegenstand geleitet wird. Da ein solches Material einen Gegenstand quasi verschwinden lässt, wird es auch Tarnkappe genannt.

Auf eine gewisse Weise machen die KIT-Forscher die Kontaktfinger unsichtbar: Dazu wird die Solarzelle mit einem Polymer beschichtet. Das Polymer hat Rillen, die längs der Kontaktfinger ausgerichtet sind. Dadurch wird das einfallende Licht von den Kontaktfingern weg geleitet und trifft auf die Solarzelle. Dieses Verfahren eignet sich nach Angaben der Forscher auch gut für eine Massenfertigung.

Solarzelle wird beschichtet

Das Verfahren soll die bestrahlte Fläche und damit den Energieertrag der Solarzelle vergrößern - derzeit allerdings erst in einem Modellexperiment und in Simulationen. "Unsere Modellexperimente haben gezeigt, dass die Tarnschicht die Kontaktfinger fast vollständig unsichtbar macht", sagte Martin Schumann.

Im nächsten Schritt wollen die Wissenschaftler die Tarnschicht auf eine Solarzelle aufbringen. Dann wollen sie messen, wie hoch der Effizienzgewinn ist. Sie stellen ihre Entwicklung in der Fachzeitschrift Optica vor.

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Dwalinn 02. Okt 2015

Vergesse nicht das gute Gefühl den Energiekonzernen den Mittel finger zu zeigen... äh ich...

RvdtG 02. Okt 2015

Die werden ja sicher erstmal testen und dabei diverse Dinge feststellen. ob das Prinzip...

dsleecher 02. Okt 2015

Für mich klingt das ganze nicht nach Metamaterial, sondern nach ganz simpler...


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