Direkt zum Inhalt

Fotovoltaik: Viren verbessern Effizienz von Solarzellen

Struktur aus Viren und KohlenstoffnanoröhrchenLaden...
Das Prinzip von Solarzellen ist stets gleich: Sonnenlicht setzt darin Elektronen frei, mit denen sich dann ein elektrischer Strom erzeugen lässt. Entscheidend dabei ist allerdings, wie effizient man diese herausgelösten Elektronen verwertet. Forscher vom Massachusetts Institute of Technology in Cambridge, USA, setzen nun eine neuartige Struktur aus Viren und Kohlenstoffnanoröhrchen ein, um den Wirkungsgrad von Solarzellen um fast ein Drittel zu steigern.

Struktur aus Viren und KohlenstoffnanoröhrchenLaden...
Struktur aus Viren und Kohlenstoffnanoröhrchen | Der M13-Virus besteht in dieser Illustration aus einem DNA-Strang (die "Acht" auf der rechten Seite), an dem ein Bündel aus Proteinen – so genannten Peptiden – haftet (violette Spiralen in der Bildmitte). Diese viralen Hüllproteine halten die Kohlenstoffnanoröhrchen (graue Zylinder) an ihrem Platz. Eine Beschichtung aus Titandioxid (gelbe Kugeln), an denen wiederum Farbstoffmoleküle (rosa Kugeln) festsitzen, umgibt das Bündel.
Die Idee, die winzigen Kohlenstoffzylinder in Solarzellen zu nutzen, ist nicht neu. Da die Nanoröhrchen aber schnell verklumpen und ihre Funktion damit beeinträchtigt ist, hatten die Forscher bisher Probleme, sie in die Zellen zu integrieren. Xiangnan Dang und seine Kollegen verwendeten nun eine gentechnisch veränderte Version des Virus M13 – das normalerweise Bakterien infiziert –, um die Nanoröhrchen zu fixieren und voneinander zu trennen. Fünf bis zehn Kohlenstoffröhrchen kann ein einzelnes Virus festhalten.

In ihren Versuchen statteten die Wissenschaftler Farbstoffsolarzellen, in denen die fotovoltaisch aktive Schicht aus Titandioxid besteht, mit der viralen Struktur aus. Obwohl Nanoröhren und Viren dabei nur rund 0,1 Prozent des Gewichts der fertigen Solarzelle ausmachen, werden die durch das Sonnenlicht ausgelösten Elektronen nun effizienter zum Stromabnehmer geschleust, berichten die Wissenschaftler um Dang. Der Wirkungsgrad konnte auf diese Weise von acht auf fast elf Prozent angehoben werden. Auch auf andere Solarzellentypen ließe sich die neue Technik anwenden. (mp)
17. KW 2011

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 17. KW 2011

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!

Partnervideos