Organische Polymere Mini-Solarzellen versorgen Mini-Maschinen

Klein und energiegeladen: Forscher aus den USA haben neue Mini-Solarzellen entwickelt. Die winzigen Energielieferanten sollen schon bald mikroskopisch kleine Messgeräte mit Strom versorgen.


Melville - Wer mit Solarzellen Strom aus Licht gewinnen will, setzt dabei normalerweise auf Silizium. Doch Xiaomei Jiang und ihre Kollegen von der University of South Florida in Tampa wollen einen anderen Weg gehen. Sie verwenden für ihre Mini-Solarzellen, die eine Fläche von weniger als einem halben Quadratmillimeter haben, ein organisches Polymer. Aus solchen stark verzweigten Molekülketten bestehen auch viele Kunststoffe wie zum Beispiel Polyester, Nylon oder PVC.

Das eingesetzte Polymer verfüge über ähnliche elektrische Eigenschaften wie die Siliziumscheiben konventioneller Solaranlagen, erklären die Forscher. Neben ihrer geringeren Größe sind die organischen Stromlieferanten wesentlich flexibler als Zellen aus Silizium. Ihre Ergebnisse schildern die Wissenschaftler in der ersten Ausgabe des Fachjournals "Renewable and Sustainable Energy".

Die Forscher planen den Einsatz ihrer Minisolarzellen als Energiequelle für einen mikroskopisch kleinen Sensor, der momentan durch gewöhnliche Batterien betrieben wird. Dieses kleine Messgerät kann gefährliche Gase und giftige Stoffe erkennen. Der Sensor besteht aus Kohlenstoff-Nanoröhrchen mit einem Durchmesser von wenigen millionstel Millimetern. Fließen Chemikalien durch die extrem kleinen Röhrchen, ändern sich die elektrischen Eigenschaften des Sensormaterials. Dadurch können die durchfließenden Chemikalien identifiziert werden.

Bisher erzeugt das Mini-Solarkraftwerk eine Spannung von 7,9 Volt im Laborbetrieb. Die Wissenschaftler arbeiten daran, die Spannung deutlich zu erhöhen. 15 Volt müssen erreicht werden, um einen Miniatursensor mit den kleinen Solarzellen betreiben zu können. Jiang rechnet damit, dass dieses Ziel bald erreicht wird. Künftig könnten die winzigen Solarzellen auf Oberflächen aufgesprüht werden, hofft die Forscherin.

chs/ddp

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