Billig und effektiv: Solarzellen mit Nanoteilchen
Ein Forscherteam der Kansas State University in den Vereinigten Staaten arbeitet an einem neuen Verfahren zur Herstellung effizienter und vor allem preiswerter Solarzellen. In ihnen wird der sichtbare Teil des Sonnenlichts von Halbleiterteilchen, die einen Durchmesser von nur wenigen Milliardstel Millimetern haben, absorbiert und in elektrischen Strom umgewandelt. Eine genaue Kontrolle über die Größe und die Zusammensetzung der Halbleiterteilchen soll zudem maßgeschneiderte Solarzellen für bestimmte Anwendungen liefern.
Die in der Arbeitsgruppe um David Kelley hergestellten Nanoteilchen bestehen aus dem Halbleiter Gallium-Selenit und sind in einen durchsichtigen Körper eingebettet. Wie bei allen Halbleiterteilchen mit Durchmessern im Nanometerbereich bestimmt deren Größe den Teil des optischen Spektrums des Sonnenlichts, den sie absorbieren und somit in elektrische Energie umwandeln können.
Im Gegensatz zu herkömmlichen auf dünnen Halbleiterschichten aufbauenden Solarzellen müssen die Nanoteilchen nicht besonders rein sein. Atome störender Elemente oder strukturelle Unreinheiten einzelner Teilchen wirken sich nicht negativ auf die Funktionsweise der Solarzelle aus, da diese aus vielen hundert Teilchen besteht. Im Gegensatz dazu können selbst kleinste Unreinheiten auf Filmen aufbauende Solarzellen in ihrer Funktionsweise beeinträchtigen.
Kelley hofft, schon bald Nanoteilchen aus Indium – Selenit herstellen zu können. Diese sind zwar bisher noch schwieriger herzustellen als die Teilchen aus Gallium, könnten allerdings die Umwandlung der Sonnenenergie in elektrische Energie noch effizienter gestalten.
Ein Team des Forschungszentrums Jülich arbeitet unterdessen an der Perfektionierung der Herstellung dünner Schichten aus Silizium. Ein erster Erfolg konnten Die Forscher diese Woche vorgestellen: eine auf einer Siliziumschicht basierende Solarzelle mit einer Effizienz von 11,2 Prozent.
Obwohl dies im Gegensatz zu den besten bisher in Labors hergestellten Solarzellen, die eine Effizienz von über 30 Prozent aufweisen, nicht besonders hoch ist, glauben die Jülicher Forscher an die Zukunft ihrer Dünnschichtmethode. Diese ist vor allem preisgünstiger als bisherige, auf molekularen Wachstumstechniken beruhende Herstellungsprozesse. Die Forscher planen, mit ihrer Technik schon bald fertige Solarmodule herzustellen, die einfach in der Industrie eingesetzt werden könnten.
gruss
nick
Ein Forscherteam der Kansas State University in den Vereinigten Staaten arbeitet an einem neuen Verfahren zur Herstellung effizienter und vor allem preiswerter Solarzellen. In ihnen wird der sichtbare Teil des Sonnenlichts von Halbleiterteilchen, die einen Durchmesser von nur wenigen Milliardstel Millimetern haben, absorbiert und in elektrischen Strom umgewandelt. Eine genaue Kontrolle über die Größe und die Zusammensetzung der Halbleiterteilchen soll zudem maßgeschneiderte Solarzellen für bestimmte Anwendungen liefern.
Die in der Arbeitsgruppe um David Kelley hergestellten Nanoteilchen bestehen aus dem Halbleiter Gallium-Selenit und sind in einen durchsichtigen Körper eingebettet. Wie bei allen Halbleiterteilchen mit Durchmessern im Nanometerbereich bestimmt deren Größe den Teil des optischen Spektrums des Sonnenlichts, den sie absorbieren und somit in elektrische Energie umwandeln können.
Im Gegensatz zu herkömmlichen auf dünnen Halbleiterschichten aufbauenden Solarzellen müssen die Nanoteilchen nicht besonders rein sein. Atome störender Elemente oder strukturelle Unreinheiten einzelner Teilchen wirken sich nicht negativ auf die Funktionsweise der Solarzelle aus, da diese aus vielen hundert Teilchen besteht. Im Gegensatz dazu können selbst kleinste Unreinheiten auf Filmen aufbauende Solarzellen in ihrer Funktionsweise beeinträchtigen.
Kelley hofft, schon bald Nanoteilchen aus Indium – Selenit herstellen zu können. Diese sind zwar bisher noch schwieriger herzustellen als die Teilchen aus Gallium, könnten allerdings die Umwandlung der Sonnenenergie in elektrische Energie noch effizienter gestalten.
Ein Team des Forschungszentrums Jülich arbeitet unterdessen an der Perfektionierung der Herstellung dünner Schichten aus Silizium. Ein erster Erfolg konnten Die Forscher diese Woche vorgestellen: eine auf einer Siliziumschicht basierende Solarzelle mit einer Effizienz von 11,2 Prozent.
Obwohl dies im Gegensatz zu den besten bisher in Labors hergestellten Solarzellen, die eine Effizienz von über 30 Prozent aufweisen, nicht besonders hoch ist, glauben die Jülicher Forscher an die Zukunft ihrer Dünnschichtmethode. Diese ist vor allem preisgünstiger als bisherige, auf molekularen Wachstumstechniken beruhende Herstellungsprozesse. Die Forscher planen, mit ihrer Technik schon bald fertige Solarmodule herzustellen, die einfach in der Industrie eingesetzt werden könnten.
gruss
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