Organische Photovoltaik: Universität von Kalifornien entwickelt Tandem-Solarzelle mit Rekord-Wirkungsgrad
Die Nutzung der Sonnenenergie mit Kunststoffen wird durch eine Entdeckung von Wissenschaftlern der Universität von Kalifornien in Santa Barbara (UCSB) deutlich verbessert. Der Nobelpreisträger Alan Heeger, Physik-Professor an der UCSB, entwickelte mit dem Koreaner Kwanghee Lee und einem Forscherteam eine neue, organische Tandem-Solarzelle mit gesteigertem Wirkungsgrad. Die Entdeckung, die im Journal of Science vom 13.07.2007 präsentiert wurde, bedeute einen wichtigen Schritt in den Materialwissenschaften, berichtet die UCSB in einer Pressemitteilung. Die Tandem-Solarzellen bestehen aus zwei Schichten, die ein breiteres Spektrum der Sonneneinstrahlung aufnehmen als Solarzellen, die nur eine Schicht aufweisen. Die Tandemzellen absorbieren sowohl kürze als auch längere Lichtwellen. „Das Ergebnis ist ein Wirkungsgrad von 6,5%“, betont Heeger.
Rekord-Wirkungsgrad für organische Solarzellen
„Das ist die höchste Effizienz, die mit organischen Solarzellen bislang erreicht wurde. Und ich bin sicher, dass wir die Zellen noch weiter verbessern können, um einen Wirkungsgrad zu erzielen, der den Anforderungen an kommerzielle Anwendungen entspricht“, ergänzt der Nobelpreisträger. Heeger erwartet, das solche Solarzellen in etwa drei Jahren auf den Markt kommen werden. Heeger und Lee arbeiten seit Jahren an der Entwicklung von Solarzellen. Ihre neue „Tandem-Architektur“ steigert den Solarstrom-Ertrag und verspricht gleichzeitig eine kostengünstigere Solarzellen-Produktion. In Ihrem Bericht erläutern die Wissenschaftler, dass die Zellen „großflächig mit kostengünstigen Druck- und Beschichtungstechnologien gefertigt werden können, mit denen die photoaktiven Materialien gleichzeitig aufgebracht und strukturiert werden. Die Zellen werden durch Titanoxid getrennt und verbunden. TiOx ist laut Heeger der Schlüssel zu dem Mehrschichtverfahren, das höhere Wirkungsgrade ermöglicht. Titanoxid transportiert Elektronen und bildet die absorbierende Schicht der ersten Zelle. Zusätzlich dient es als Basis für die zweite Zelle und vervollständige auf diese Weise die Tandemarchitektur, heißt es in der Pressemitteilung.
„Plastik-Solarzellen“ als Energieproduzenten der nahen Zukunft
Heeger erhielt im Jahr 2000 den Chemie-Nobelpreis gemeinsam mit Alan MacDiarmid and Hideki Shirakawa für die Entdeckung und Entwicklung von leitfähigen Polymeren. Die Tandemsolarzellen, über die in dem Science-Beitrag berichtet wird, nutzen elektrisch leitfähige Kunststoffe der Art, die mit dem Nobelpreis ausgezeichnet wurde. Kürzlich erhielt Heeger den Italienischen Preis für Energie und Umwelt (Eni Italgas Prize) für seine Entdeckungen und Forschung im Bereich der „Plastik-Solarzellen“. Die Jury würdigte damit eine Forschung, „die bald dazu beitragen wird, den Energiebedarf unseres Planeten zu decken.“
24.07.2007 | Quelle: Universität von Kalifornien, Santa Barbara (UCSB) | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH
