2016-10-14

Saubere Energie: Amerikanischen Forschern gelingt ein Durchbruch bei Solarfenstern


Bisher bestehen Solarfenster zumeist aus lichtdurchlässigen Solarzellen. Diese sind aber sehr schwierig zu produzieren und dementsprechend teuer. Der großflächige Einsatz solcher Fenster ist daher nicht wirtschaftlich. Forscher in den USA haben nun aber eine preisgünstige Alternative entwickelt. Dabei fangen sogenannte Quantenpunkte das Sonnenlicht ein und leiten es an die Seite des Fensters. Dort befinden sich dann konventionelle Solarzellen, die das Sonnenlicht in Strom verwandeln. Gleichzeitig gelangt aber auch ausreichend Licht durch die Glasscheibe, um dahinter liegende Räume mit Tageslicht auszufüllen. Dies bewiesen die Forscher anhand eines neunzig mal dreißig Zentimeter großen Prototypen. Dieser erreichte zwar nur einen Wirkungsgrad von zwei bis drei Prozent. Die beteiligten Wissenschaftler sind aber zuversichtlich diesen Wert noch einmal verdoppeln zu können.

Die Quantenpunkte absorbieren energiereiche Photonen

Die Quantenpunkte bestehen dabei aus lichtaktiven Nanokristallen. Diese absorbieren energiereiche Photonen aus dem einfallenden Licht und geben diese anschließend wieder ab. Den Forschern ist es dann gelungen, die abgegebenen Photonen gezielt auf die Solarzellen am Rand zu lenken. Konkret bestehen die Quantenpunkte aus Cadmiumselenid und werden mit einer Schicht aus Cadmiumzinksulfid umhüllt. Zum Schutz vor Feuchtigkeit wurden die einzelnen Nanokristalle zudem noch einmal mit einem Schutzfilm aus Siliziumoxid überzogen. Um die Quantenpunkte dann auch tatsächlich nutzen zu können, werden sie in einen hauchdünnen Kunststofffilm eingebettet.


Die Fenster werden zu kleinen Mini-Kraftwerken

Die Produktion der Schicht aus Quantenpunkten ist dabei deutlich günstiger als die Herstellung von lichtdurchlässigen Solarzellen. Die Forscher gehen daher davon aus, dass sich der Einbau zukünftig in fast jedem Gebäude rechnen könnte. Die Fenster würden dann zu einer Art Mini-Kraftwerk und dazu beitragen, den Stromverbrauch des Haushalts zu decken. Ein großer Vorteil dabei: Anders als bisher werden keine großen Flächen zur Installation von Solarmodulen benötigt. Insbesondere in dicht besiedelten Innenstädten könnten die kostengünstigen Solarfenster ein sinnvoller Weg sein, um nachhaltigen Strom zu produzieren. Auch Besitzer von Eigentumswohnungen könnten dann ihren Teil zur Energiewende beitragen und bei sich zu Hause Solarstrom erzeugen.

Via: Inhabitat
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