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Solarzellen aus klassischen Halbleitern wie Silizium verbreiten sich zunehmend. Noch in der Entwicklung sind dagegen Zellen, die mithilfe von Farbstoffen und elektrisch leitfähigen Kunststoffen Strom erzeugen. Auf der Hannover Messe: Prototypen und Potenziale.
Soll Solarstrom zukünftig auf großen Flächen wie Gebäudefassaden und Dächern kostengünstig erzeugt werden, müssen die verwendeten Zellen und Module vor allem eins sein: billig und langlebig. Der Traum von stromerzeugenden Folien oder Platten, die wie Tapeten oder Glasscheiben am laufenden Meter produziert und gekauft werden können, rückt näher: Bereits jetzt existieren Prototypen, die sich dank einfacher und kostengünstiger Schichtsysteme besonders für großflächige Anwendungen eignen. Solarzellen, die mit organischen Verbindungen Strom erzeugen, stellen die Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE auf der Hannover Messe am Gemeinschaftsstand Baden-Württemberg H 07 in Halle 18 vor.
"Sei es Salat oder Osterglocke - jede grüne Pflanze führt uns eindrucksvoll vor, wie mit Licht und Farbstoffen Energie erzeugt werden kann", vergleicht Dr. Andreas Hinsch die Arbeitsweise der flachen Kraftwerke, die in seiner Arbeitsgruppe entwickelt werden. "Was in Pflanzen Chlorophyll bewirkt, leistet in unseren Solarzellen ein farbiger und chemisch besonders stabiler Edelmetallkomplex. Die vom Licht mobilisierten Elektronen müssen schnell abgeführt werden, damit der Wirkungsgrad hoch ist. Sie gelangen in eine an den Farbstoff angrenzende Schicht von sehr fein verteiltem Titandioxid. Diese Verbindung, die auch als Weißpigment in Wandfarben verwendet wird, leitet sie schnell und nur zu einer der beiden Elektroden, die auf Glas aufgedampft sind." Mit 20 Mikrometern sind alle aktiven Schichten zusammen nur ein Drittel so dick wie ein menschliches Haar. Einen Wirkungsgrad von acht Prozent konnten die Wissenschaftler vom ISE bei Farbstoffzellen bereits erreichen und zwölf Prozent hält Hinsch für durchaus realistisch. Zum Vergleich: Die derzeit besten monokristallinen Siliziumzellen wandeln 25 Prozent des Lichts um.
Neben Farbstoffzellen untersuchen und entwickeln die Forscher des ISE und ihre Kollegen aus Instituten in ganz Europa auch einfach aufgebaute Schichtsysteme mit elektrisch leitfähigen Kunststoffen. "Natürlich arbeiten wir daran, neben der Lebensdauer den Wirkungsgrad auch dieser Zellen zu erhöhen - derzeit sind es drei Prozent", betont Hinsch. "Um nur einen Ansatz dafür zu nennen: Deckplatten aus Kunststoff sind glatt, weshalb sie viel Licht reflektieren. Ihre Oberfläche - oder die fotoaktive Schicht selbst - lässt sich jedoch mit Prägeverfahren kostengünstig und großflächig strukturieren. Dank unserer langjährigen Erfahrung in diesem Bereich ist das Muster so fein, dass sich das Sonnenlicht geradezu darin verfängt."
Ansprechpartner:
Dr. Andreas Hinsch
Telefon 07 61 / 45 88-54 17, Fax 07 61 / 45 88-94 17, andreas.hinsch@ise.fraunhofer.de
http://www.ise.fraunhofer.de
http://www.fraunhofer.de/mediendienst
Criteria of this press release:
Biology, Chemistry, Electrical engineering, Energy, Materials sciences, Mechanical engineering
transregional, national
Miscellaneous scientific news/publications, Research projects
German
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