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Energietechnik: Solarzelle mit Energiespeicher

Japanische Wissenschaftler haben eine neuartige Solarzelle entwickelt, die zugleich als Speicher für die elektrische Energie fungiert. Das Gerät sei bei der Nutzung schwachen Lichts doppelt so effektiv wie traditionelle Solarzellen auf Siliziumbasis, erklärte der Erfinder Tsutomu Miyasake von der japanischen Toin Universität. Es könne daher indirektes Sonnenlicht wie an verregneten Tagen oder bei bedecktem Himmel umsetzen und sogar Licht innerhalb von Gebäuden. Die gespeicherte elektrische Energie könne es zu jedem Zeitpunkt freigeben, selbst nachts.

Bild | Farbstoffe an der Oberfläche des Titandioxids fangen das Licht auf und geben Elektronen ab, die über eine externe Leitung in eine Speicherschicht aus Kohlenstoff wandern. Die positive Ladung verbleibt dank einer Schicht mit Lithiumjodid in der Fotoelektrode.
Die neue Solarzelle besteht aus zwei Elektroden, die aus mehreren Schichten aufgebaut und durch einen Harzfilm voneinander getrennt sind. Die lichtabsorbierende Fotoelektrode aus Titandioxid sammelt das einfallende Licht über Farbstoffmoleküle an der Oberfläche. Dabei werden Elektronen frei, die über das Titandioxid und einen externen Leiter zur so genannten Gegenelektrode fließen, wo sie in einer Kohlenstoffschicht gespeichert werden. Die positiven Restladungen verbleiben dagegen in einer Kohlenstoffschicht der Fotoelektrode. Wie in einem Kondensator sind die entgegengesetzten Ladungsträger dadurch räumlich getrennt und bewahren die elektrische Energie.

Als nächstes möchte Miyasaka mit seinem Team die Kapazität der Solarzelle erhöhen und sie für praktische Anwendungen fit machen. Denkbar wäre zum Beispiel der Einsatz in Handys und Taschencomputern.

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