Solarenergieforschung: Solarzellen der nächsten Generation
Gestapelte Solarzelle absorbiert beinahe gesamtes Spektrum des Sonnenlichts
Ein Team von Wissenschaftlern der George Washington University hat unter Federführung von Matthew Lumb einen Prototyp für eine neue Solarzelle mit einem Wirkungsgrad von 44,5 Prozent entwickelt. Diese besteht aus mehreren gestapelten Zellen und ist in der Lage, fast die gesamte Energie des Sonnenspektrums zu verwerten. Damit besitzt sie das Potenzial, zur effizientesten Solarzelle der Welt zu werden.
Herkömmliche Solarzellen transformieren heutzutage 25 Prozent der direkten Sonneneinstrahlung zu Strom. Sie sind außerstande, längere Wellenlänge des Sonnenlichts in Elektrizität umzuwandeln. Ganz im Gegensatz zur neu entwickelten Technologie. Die aus mehreren Schichten bestehenden Solarzellen sind in der Lage, beinah das vollständige Lichtspektrum zu verwenden und umzusetzen.
Mit Konzentrator-Photovoltaik-Technik zu mehr Effizienz
Der Ansatz der Entwicklung der Prototypen unterscheidet sich von den installierten PV-Modulen, die auf Dächern und Feldern zu sehen sind. Die Wissenschaftler verwenden hierbei Konzentrator-Photovoltaik-Module (CPV), die das eingehende Sonnenlicht mithilfe einer Linse auf winzigen, mikroskaligen Solarzellen bündeln.
Aufgrund ihrer geringen Größe von weniger als einem Quadratmillimeter ist es möglich, mehrere Schichten innerhalb einer einzelnen photovoltaischen Zelle zu stapeln. Wobei jede einzelne Zelle die Energie eines bestimmten Satzes von Wellenlängen des solaren Spektrums absorbiert. Die gestapelte PV-Zelle wirkt somit wie eine Art Sieb für das Sonnenlicht. Lumb und sein Team nutzen den Transferdruck, um die verschiedenen Materialien mit hoher Präzision sowie höchstmöglicher Energieeffizienz zu montieren.