Nano macht mehr Solarstrom

Solar­zel­len sind bis­lang wenig effi­zi­ent. Das wol­len For­scher der ETH Zürich ändern. Erfolg ver­spre­chen sie sich von der Nanotechnologie.

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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