Direkt zum Inhalt

Fotovoltaik: Biegsame Solarzellen effizienter gemacht

SiliziumdrähteLaden...
Ein neuer, biegsamer Solarzellentyp benötigt im Vergleich zu herkömmlichen, auf Siliziumwafern basierenden Zellen lediglich ein Prozent des Materials. Das macht ihn nicht nur leichter, sondern auch billiger. Nichtsdestoweniger zeige das neue Design eine ähnlich hohe Lichtabsorption, berichten die Entwickler um Harry Atwater vom California Institute of Technology in Pasadena.

SiliziumdrähteLaden...
Siliziumdrähte | Aufnahmen der Siliziumdrähte, eingebettet in einer flexiblen und durchsichtigen Polymerschicht: Auf dem rechten Bild sind zusätzliche Hilfsmittel eingebracht, um die Lichtabsorption zu erhöhen.
Die Forscher verwendeten in ihrem Experiment winzige, mikrometergroße Siliziumdrähte, deren Anordnung, Länge, Durchmesser sowie Abstände sie in vielfältiger Weise variierten. Einfallendes Licht prallt mehrfach zwischen diesen Strukturen hin und her, bis es absorbiert wird, erläutern Atwater und Co.

Um das Licht noch besser einzufangen, überzogen sie die Drähte zusätzlich mit einer antireflektiven Schicht. Zudem sollten Nanopartikel aus Aluminiumoxid wie Reflektoren wirken und das zwischen den Siliziumdrähten laufende Licht möglichst günstig streuen. Auf diese Weise wurden 85 Prozent des nutzbaren Sonnenlichts absorbiert. Kommerzielle Solarzellen auf Siliziumbasis liegen nur zwei Prozent darüber.

Aufbau der SolarzelleLaden...
Aufbau der Solarzelle | Die Siliziumdrähte sind in einer flexiblen und durchsichtigen Polymerschicht eingebettet. Lichtstreuende Partikel aus Aluminiumoxid sowie eine antireflektive Ummantelung der Drähte sollen die Lichtabsorption erhöhen.
Anordnungen aus solchen Siliziumstäbchen wurden wegen ihrer zahlreichen Vorteile bereits häufig als Alternative zu herkömmlichen Solarzellen in Betracht gezogen. Um allerdings größere Fotozellen mit der bestmöglichen Effizienz herzustellen, ist eine ausgeklügelte Architektur nötig: Einfallende Lichtstrahlen müssen bei einer Reihe von Wellenlängen sowie Einfallswinkeln absorbiert und die dabei freigesetzten Ladungsträger so effizient wie möglich genutzt werden. (mp)

Lesermeinung

Beitrag schreiben

Wir freuen uns über Ihre Beiträge zu unseren Artikeln und wünschen Ihnen viel Spaß beim Gedankenaustausch auf unseren Seiten! Bitte beachten Sie dabei unsere Kommentarrichtlinien.

Tragen Sie bitte nur Relevantes zum Thema des jeweiligen Artikels vor, und wahren Sie einen respektvollen Umgangston. Die Redaktion behält sich vor, Leserzuschriften nicht zu veröffentlichen und Ihre Kommentare redaktionell zu bearbeiten. Die Leserzuschriften können daher leider nicht immer sofort veröffentlicht werden. Bitte geben Sie einen Namen an und Ihren Zuschriften stets eine aussagekräftige Überschrift, damit bei Onlinediskussionen andere Teilnehmer sich leichter auf Ihre Beiträge beziehen können. Ausgewählte Lesermeinungen können ohne separate Rücksprache auch in unseren gedruckten und digitalen Magazinen veröffentlicht werden. Vielen Dank!

  • Quellen
Kelzenberg, M. D. et al.: Enhanced absorption and carrier collection in Si wire arrays for photovoltaic applications. In: Nature Materials 10.1038/nmat2635, 2010.

Partnervideos