Die heutige Solartechnik ähnelt in vielen Bereichen der von Pflanzen betriebenen Photosynthese. Im Zuge der Evolution haben die einzelnen Pflanzenarten dabei verschiedene Techniken entwickelt, um das Sonnenlicht möglichst effizient einzufangen – und diese beständig verbessert.
Grund genug für ein Team des Karlsruher Institut für Technologie sich diese Mechanismen einmal genauer anzuschauen. Als besonders effektiv erwiesen sich dabei die Blätter einer Rosenblüte, die an der Oberfläche zahlreiche ungeordnete Mikrostrukturen aufweisen. Diese sorgen nicht nur für ein breites Absorptionsspektrum und eine hohe Einfallswinkeltoleranz, sondern erhöhen auch die Farbkontraste – was in der Natur Bienen und ähnliche Bestäuber anlockt und die Weiterverbreitung der Rosen sicherstellt.
Bei senkrechtem Lichteinfall steigt die Effizient um zwölf Prozent
Die Forscher waren allerdings vor allem an den ersten beiden Eigenschaften der Oberflächenstruktur interessiert. Daher bildeten sie diese mit Hilfe eines Polymers auf Siliziumbasis in einem optischen Kleber nach und ließen diesen unter UV-Bestrahlung erhärten. Auf diese Weise lässt sich die Oberflächenstruktur der Rosenblüten großflächig nachbauen. Diese Kopie aus der Natur haben die Wissenschaftler dann in die Vorderseite einer handelsüblichen Solarzelle integriert und hofften so, eine größere Effizienz bei der Energieumwandlung zu erreichen. Der Trick funktionierte tatsächlich: Bei senkrecht einfallendem Licht erhöhte sich die Energieumwandlungseffizienz um zwölf Prozent. Noch bessere Werte ergaben sich, wenn das Licht in einem starken Winkel auf die Solarzelle traf.
Bei senkrechtem Lichteinfall steigt die Effizient um zwölf Prozent
Die Forscher waren allerdings vor allem an den ersten beiden Eigenschaften der Oberflächenstruktur interessiert. Daher bildeten sie diese mit Hilfe eines Polymers auf Siliziumbasis in einem optischen Kleber nach und ließen diesen unter UV-Bestrahlung erhärten. Auf diese Weise lässt sich die Oberflächenstruktur der Rosenblüten großflächig nachbauen. Diese Kopie aus der Natur haben die Wissenschaftler dann in die Vorderseite einer handelsüblichen Solarzelle integriert und hofften so, eine größere Effizienz bei der Energieumwandlung zu erreichen. Der Trick funktionierte tatsächlich: Bei senkrecht einfallendem Licht erhöhte sich die Energieumwandlungseffizienz um zwölf Prozent. Noch bessere Werte ergaben sich, wenn das Licht in einem starken Winkel auf die Solarzelle traf.
Die Technik lässt sich leicht in den Markt integrieren
Die Oberflächenstruktur funktioniert zudem wie eine Art Mikrolinse und erhöht so die Wahrscheinlichkeit, dass einfallende Lichtteilchen absorbiert werden. Die neu entwickelte Methode bringt dabei zwei große Vorteile mit sich: Sie ist kostengünstig im großen Stil herzustellen und lässt sich leicht in die bestehende Struktur der Solarzellen integrieren. Die Effizienz von Solarzellen bei der Umwandlung von Sonnenlicht in Energie konnte zuletzt immer wieder gesteigert werden.
So entwickelten Forscher des MIT im Mai ein Nanomaterial, das die Effizienz konventioneller Solarzellen verdoppeln konnte und so einen neuen Rekordwert aufstellte.
Via: KIT
Die Oberflächenstruktur funktioniert zudem wie eine Art Mikrolinse und erhöht so die Wahrscheinlichkeit, dass einfallende Lichtteilchen absorbiert werden. Die neu entwickelte Methode bringt dabei zwei große Vorteile mit sich: Sie ist kostengünstig im großen Stil herzustellen und lässt sich leicht in die bestehende Struktur der Solarzellen integrieren. Die Effizienz von Solarzellen bei der Umwandlung von Sonnenlicht in Energie konnte zuletzt immer wieder gesteigert werden.
So entwickelten Forscher des MIT im Mai ein Nanomaterial, das die Effizienz konventioneller Solarzellen verdoppeln konnte und so einen neuen Rekordwert aufstellte.
Via: KIT
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