Statt Batterien: Solarzelle gewinnt Strom aus künstlichem Licht
Ein Forschungsteam des University College London (UCL)(öffnet im neuen Fenster) hat eine günstige, einfach herzustellende Solarzelle entwickelt, die mit künstlichem Licht funktioniert. Laut der Studie, die in Advanced Functional Materials(öffnet im neuen Fenster) frei zugänglich veröffentlicht wurde, kann sie annähernd 40 Prozent der Energie des einfallenden Lichts in Strom umwandeln.
Dieser vergleichsweise hohe Wert kommt durch das begrenzte Lichtspektrum der künstlichen Beleuchtung zustande, auf die das Solarmodul optimiert wurde. Photovoltaikanlagen im Außeneinsatz dagegen nutzen größtenteils Licht im infraroten Bereich, das in Innenräumen nur einen kleinen Anteil ausmacht. Entsprechend gering würde der Wirkungsgrad eines normalen Solarmoduls unter einer LED-Beleuchtung ausfallen.
Gute Haltbarkeit für lange Einsatzzeiten
Um die Materialkosten niedrig zu halten, wurden Solarzellen aus Perowskit eingesetzt. Diese neigen zwar dazu, schnell an Leistung zu verlieren, was laut der Forschungsgruppe durch die kombinierte Behandlung mit diversen Chemikalien jedoch verhindert werden konnte.
Die Lebensdauer wird ausgehend von intensiven Tests mit starker Lichteinstrahlung und bei erhöhten Temperaturen auf etwa 5 Jahre geschätzt. Das entspricht dem Vielfachen der Lebensdauer einer Batterie in Funksensoren, Funktastaturen und ähnlichen Geräten, für die die Solarzelle geeignet sein soll.
Der Zelle kommen dabei die schonenden Bedingungen mit nur schwacher Lichteinstrahlung, geringen Temperaturschwankungen und begrenzter Luftfeuchte zugute. Alle diese Faktoren sorgen dafür, dass Perowskit-Solarzellen im Freien noch nicht mit hoher Effizienz über lange Zeit funktionieren.
Preis der Solarzellen muss stimmen
Getestet wurde die winzige Zelle bei einer Beleuchtungsstärke von 1.000 Lux, was einem gut beleuchteten Arbeitsplatz entspricht. Sonnenlicht hat dagegen schätzungsweise eine Lichtstärke von 100.000 Lux(öffnet im neuen Fenster) .
Wie teuer eine solche Solarzelle, die möglicherweise vier bis fünf Wegwerfbatterien ersetzen soll, sein wird, lasse sich noch nicht abschätzen. Mojtaba Abdi Jalebi, betreuender Autor der Studie, meint dazu: "Der Vorteil von Perowskit-Solarzellen liegt insbesondere darin, dass sie preiswert sind. Die Materialien sind reichlich vorhanden und die Verarbeitung ist einfach. Man kann sie drucken wie eine Zeitung. [...] Aktuell befinden wir uns in Gesprächen mit Industriepartnern, um Möglichkeiten der Skalierung auszuleuchten."