Stromerzeugung Forschern gelingt Weltrekord bei biegsamen Solarzellen

Organischen Solarzellen wird eine große Zukunft prophezeit, doch bisher können sie mit Panels aus Silizium nicht mithalten. Nun haben Forscher die Stromausbeute der flexiblen Folien deutlich gesteigert.

Labor zur Herstellung organischer Solarzellen
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Labor zur Herstellung organischer Solarzellen


Die Vorteile von organischen Solarzellen sind ziemlich überzeugend. Das Material ist ausgesprochen leicht, flexibel und zudem noch recht günstig in der Herstellung. Die klobige Konkurrenz aus Silizium lässt sich längst nicht so elegant in Gebäudefassaden integrieren wie die leicht transparenten organischen Fotovoltaikprodukte.

Doch bisher hatten organische Solarzellen einen entscheidenden Nachteil: Sie waren längst nicht so effizient in der Stromerzeugung wie Silizium. Während solche Produkte einen Wirkungsgrad zwischen 18 und 22 Prozent erreichen, liegen die organischen Zellen bei Werten unter 15 Prozent. Bisher.

Denn nun haben Forscher aus China einen neuen Wert erreicht, der die Zellen zu ernsthafter Konkurrenz für die Silizium-Produkte macht. Forscher um Yongsheng Chen von der Nankai Universität in Tianjin, China, gelang es, Prototypen mit dem Rekordwirkungsgrad von 17,3 Prozent zu entwickeln. Über ihre Forschung berichten sie in einer Studie in der Fachzeitschrift "Science".

"Damit liegen wir nicht mehr weit weg von kommerziellen Silizium-Zellen", schreibt Chen. Die Autoren berichten allerdings von leichten Leistungseinbußen von vier Prozent, die bei einem Langzeittest nach 166 Tagen entstanden.

Möglich wurde die Effizienzsteigerung durch Tandemzellen, die die Forscher entwickelten. Dabei absorbieren pro Solarzelle gleich zwei lichtaktive Schichten das Sonnenlicht und wandeln es in Strom um.

In einem theoretischen Teil rechneten die Forscher zudem aus, welchen Effizienzgrad solche organischen Zellen maximal erreichen können. Wenn die Technik eines Tages ausgereift sein sollte, könnte er bei 25 Prozent liegen.

Ein hoher Wirkungsgrad von Solarzellen ist vor allem dann wichtig, wenn die zu nutzende Fläche begrenzt ist und man so viel Strom wie möglich produzieren möchte. Bei Solarkraftwerken hingegen schaut man vor allem auf die Investitionskosten je Kilowattstunde. Sofern die Herstellungskosten deutlich niedriger sind, können dabei Zellen mit niedrigem Wirkungsgrad besser abschneiden als solche mit besonders hoher Effizienz.

Anfangs nur fünf Prozent

Organische Solarzellen bestehen aus Kohlenwasserstoffverbindungen mit speziellen Elektronenstrukturen. Erstmals wurden solche Zellen Mitte der Achtzigerjahre von chinesischen Forschern hergestellt. Damals starteten die Wissenschaftler mit einer Umwandlungsrate von nur fünf Prozent.

Aufgrund ihres Potenzials sind die als Plastiksolarzellen bezeichneten Produkte ein großes aktuelles Forschungsthema. Erst kürzlich hatten Wissenschaftler Zellfolien entwickelt, die in Fensterscheiben integriert werden können. Gleichzeitig hält die Folie Wärme ab und lässt trotzdem noch Licht ins Haus.

joe



insgesamt 49 Beiträge
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Seite 1
user124816 13.08.2018
1.
Bei organischen Solarzellen geht es vor allem um die Haltbarkeit, denn komplexe Moleküle werden gerne mal durch UV-Strahlung kaputt geschossen. Ähnliches Problem wie bei OLED's - am Anfang alles Eitel-Sonnenschein, nach ein paar tausend Betriebsstunden nur noch 80% der Anfangsausbeute.
PX3752 13.08.2018
2. Das ist doch lachhaft...
17 Prozent sind doch ein Witz! Es ist vielleicht eine Verbesserung zum Vorgänger, aber noch immer ein extrem schlechter Wert dafür, dass diese Technologie mithelfen soll, die Welt zu retten. Solar braucht Jahre, um den bei der Herstellung gebrauchten Strom wieder zu produzieren, vorausgesetzt die Zelle "lebt" so lange. Geht sie vorher kaputt oder wird beschädigt, ist die ganze Rechnung für den Eimer. Ich verstehe nicht, warum das so gefeiert wird. Wir sind ewig weit weg von einem Entwicklungsstand, den man auch nur annähernd als Lösung bezeichnen kann.
Worldwatch 13.08.2018
3. China ....
.... Aber man zerreißt sich wohl wieder das Maul wg Subventionen ... Soll's in EU ja nie-nicht gegeben haben.
fehleinschätzung 13.08.2018
4. diese ewigen negativen Kommentare
nerven wahnsinnig. Statt sich zu freuen, nur Gemecker. Mögen die Verfasser von unqualifizierten Aussagen doch in die Höhle ziehen, ihr Licht mit Feuer machen und ganz wichtig: Internet aus.
dbeck90 13.08.2018
5. erst 17, dann 13?
Also nach ein paar betriebsstunden wieder der alte schlechte Wirkungsgrad. Sorry, aber Organik kann mit Silicium wafern nicht mithalten.
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