Solarzellen wandeln bislang weniger als 20 Prozent des Lichts in Strom um. Im Labor wurden zwar Spitzenwerte von 30 Prozent erreicht. Aber auch das ist noch zu wenig, findet David Norris, Professor am Department für Maschinenbau und Verfahrenstechnik der ETH Zürich. Er und sein Team wollen die Energieausbeute mit raffinierten, neuartigen Solarzellen massiv erhöhen. Die Idee: Mit winzig kleinen Strukturen, kleiner noch als die Wellenlänge des Lichts, will er die Umwandlung in Elektrizität gezielt beeinflussen. Den grössten Wirkungsgrad hat Licht im Infrarotbereich. Bei Tageslicht werden die normalen Elektronen zu «heiss» und heizen bloss die Solarzellen auf, statt Strom zu erzeugen. Dank Nanostrukturen aus Bleiselenid kombiniert mit einer Schicht aus Titanoxid will Norris die Elektronen zwingen, ihre Hitze möglichst weitgehend in Strom zu umzuwandeln. Theoretisch wäre so ein Wirkungsgrad von 66 Prozent möglich.
Der ETH-Forscher hat noch ein zweites Konzept im Köcher: Sogenannte Tandemzellen. Sie bestehen aus mehreren Halbleiterschichten, welche auf verschiedene Wellenlängen abgestimmt sind. So lässt sich mehr Energie gewinnen. Der Wirkungsgrad liegt bereits über 40 Prozent. Das Problem: Die verwendeten Materialien sind selten und teuer. Schichten aus Nanokristallen wären einfacher zu produzieren und damit billiger. Vor allem von der Kombination der beiden Technologien verspricht sich Norris viel. Leider beinhalten herkömmliche Nanokristalle giftige Stoffe, weshalb Norris nun versucht, Nanokristalle aus harmlosen Kalloiden zu züchten. (scc/or)
Quelle: energiedialog.ch
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