Lumineszierender Solarkonzentrator: Strom aus dem Ahornblatt

Entwickelt hat den Solarkonzentrator in Ahornblatt-Form ein Forscherteam vom Institut für Biotechnologie an der Ritsumeikan-Universität. Das Prinzip lumineszierender Solarkonzentratoren ist seit 1978 bekannt. Doch bisher fehlten die Materialien, um in die Nähe einer praxisrelevanten Effizienz zu kommen. Das könnte sich dank des künstlichen Ahornblattes ändern. Die neue Art der Solarstromproduktion hat das japanische Team kürzlich in der Fachzeitschrift „Journal of Photonics for Energy“ vorgestellt.

Der lumineszierende Solarkonzentrator soll demnach das gesamte Spektrum des Sonnenlichts einfangen. Im Anschluss gibt er das Licht wieder ab, und zwar mit einer klar definierten Wellenlänge und innerhalb der Blattebene. Das beschreibt man als Lumineszenz-Effekt. Entlang der „Blattadern“ aus Lichtleitern kann man dieses Licht auf eine kleine konventionelle Solarzelle lenken. Im Gegensatz zu optischen Konzentratoren, die auf direkte Solarstrahlung angewiesen sind, kann der lumineszierende Solarkonzentrator auch diffuses Licht nutzen. Das würde ihn für die Anwendung in Mitteileuropa interessant machen, wo der Himmel oft bewölkt ist. Selbst in der Dämmerung könnte das Ahornblatt die ersten oder letzten Sonnenstrahlen einfangen.

Sean Shaheen, Professor für Ingenieurwesen und Physik an der University of Colorado, bestätigt die praxistaugliche Effizienz. „Das ist ein kreativer Ansatz, der das Konzept der lumineszierenden Solarkonzentratoren vorantreibt, um Sonnenlicht effektiv auf benachbarte photovoltaische Geräte zu lenken“, sagt er. „Durch die Kombination von skalierbaren, bio-inspirierten Designs mit Verbesserungen in der optischen Technik haben die Autoren die Effizienz ihrer Geräte auf das Niveau gesteigert, das für den praktischen Einsatz erforderlich ist.“

Die Energiegewinnung in Blättern inspiriert Forschende immer wieder. Im Helmholtz-Institut Hereon in Geesthacht arbeitet man an einem künstlichen Blatt, das Wasserstoff aus Sonnenlicht erzeugen soll.

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