Solarzellen die Zweite: Linzer Forscher entwickelten ultradünne Solarzelle

Hauchdünne Folie liefert pro Kilogramm Gewicht mehr als zehnmal so viel Strom wie herkömmliche Zellen. Während das Solarflugzeug "Solar Impulse 2" seine Reise um die Welt vorerst wegen technischer Probleme unterbrechen muss, warten Wissenschafter der Universität Linz bereits mit der nächsten Generation von leichten Solarzellen auf. Die hauchdünne Folie liefert pro Kilogramm Gewicht mehr als zehnmal so viel Strom wie herkömmliche Zellen, berichten die Forscher im Fachblatt "Nature Materials".

Solarzelle (Symbolbild) - Foto: Energie AG

Für die Photovoltaikanlage auf dem Dach mag sie keine besondere Rolle spielen, für viele andere technische Anwendung ist sie jedoch von größter Bedeutung: die Leistungsdichte. Gemeint ist die Fähigkeit von Solarzellen, in Relation zu ihrem Eigengewicht eine möglichst hohe elektrische Leistung zu erzielen.

Dünner als Frischhaltefolie

"Solar Impulse 2" ist mit herkömmlichen Solarzellen auf Siliziumbasis unterwegs. Mit einer Stärke von 135 Mikrometern - das entspricht in etwa der Dicke eines Blatts Papier - können auch sie getrost als dünn bezeichnet werden. Die neue Folie aus dem Labor der Linzer Forscher ist mit nur drei Mikrometern allerdings viermal dünner als Frischhaltefolie. Die Effizienz, mit der sie Sonnenlicht in elektrische Energie umwandelt, ist mit lediglich zwölf Prozent zwar deutlich niedriger als jene des Solarfliegers, aufgrund ihres geringen Eigengewichts weist sie dennoch eine zehnmal größere Leistungsdichte auf.

Zur Veranschaulichung haben die Forscher ein Modellflugzeug gebaut, dessen Elektromotor mit Strom aus den Solarzellen angetrieben wird. "Damit wollten wir die zwei wichtigsten Eigenschaften unserer Solarzellen demonstrieren", erklärt Martin Kaltenbrunner, Erstautor der Studie, die in Kollaboration der Abteilung für Physik Weicher Materie und dem Institut für Physikalische Chemie an der Universität Linz entstanden ist, gegenüber der APA: "Sie sind leicht und bleiben stabil, wenn man sie der Luft aussetzt."

Dehnbar

Für Solarzellen auf Perowskitbasis, wie jene von den Linzer Forschern entwickelten, ist die Stabilität an Luft keineswegs selbstverständlich, da die Elektroden durch die Luftfeuchtigkeit sehr schnell korrodieren. Üblicherweise werden sie deshalb durch starre Beschichtungen aus Glas geschützt.

Um dennoch eine dünne und flexible Solarzelle zu realisieren, haben die Forscher eine neuartige Elektrodenbeschichtung aus Chromoxid entwickelt, die die Solarzellen zumindest für einige Tage korrosionsbeständig macht. Wie sie in ihrer Studie demonstrieren, kann die Folie gedehnt und sogar zerknüllt werden, ohne dadurch nennenswert an Leistung zu verlieren.

Neben ihren vielversprechenden mechanischen und photovoltaischen Eigenschaften bieten die neuen Solarzellen nach Angaben der Wissenschafter noch einen weiteren entscheidenden Vorteil: Sie können mit verhältnismäßig einfachen Mitteln großflächig und vor allem billig produziert werden.

Quelle: http://futurezone.at/science/linzer-forscher-entwickelten-ultraduenne-solarzelle/148.731.475