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Neue Rekordwirkungsgrade bei Polymer- und organischen Solarzellen

Veröffentlicht am 7. Juni 2011,  Kategorie(n): Solarenergie

Die Reaktorkatastrophe von Fukushima kommt einem globalen Einschnitt gleich, denn sie beschleunigt das weltweite Umdenken in der Frage, wie in Zukunft immer mehr Menschen mit Energie versorgt werden können, ohne dass die Vernichtung der natürlichen Ressourcen noch schneller zunimmt und Umweltverschmutzung und Klimawandel beschleunigt werden. Nur die Erneuerbaren Energien sind dazu in der Lage, einen höheren Lebensstandard für die Menschen in den Entwicklungs- und Schwellenländern zu gewährleisten und die Energiekosten in den Industrienationen stabil zu halten, ohne gleichzeitig in eine ökologische Katastrophe zu führen. Denn immer mehr Menschen in den ärmeren Ländern versuchen einen westlichen Lebensstandard zu erreichen und schon jetzt stößt der Mensch mit seinem Ressourcenverbrauch und den verursachten Emissionen an die Grenzen des Ökosystems Erde. Eine weitere Milliarde Menschen, die in ihren Autos Benzin verbrennt und deren Strom aus Kohlekraftwerken kommt, wird die Erde vielleicht nicht mehr vertragen.

Die Hoffnung liegt daher in der Steigerung der Energieeffizienz sowie in der raschen Entwicklung und Verbreitung der Erneuerbaren Energien. Denn nur mit ihnen ist letztendlich ein vom Ressourcenverbrauch abgekoppeltes globales Wirtschaftswachstum möglich. Neben der Windkraft, die bisher überproportional zum Anteil der regenerativen Energien beiträgt, erscheint die Solarenergie eine besonders attraktive Alternative. Von Kritikern häufig als nicht wirtschaftlich verspottet, wurden die Kosten für Solaranlagen in den letzten Jahren beachtlich gesenkt, wobei gleichzeitig die Leistung von Solarzellen und Solarmodulen konstant gesteigert wurde. Neben Silizium-Solarzellen, die in den gängigen Photovoltaikanlagen verwendet werden, gibt es eine Vielzahl weiterer Technologien wie etwa Dünnschichtzellen oder organische Solarzellen.

Rekordwirkungsgrad bei organischen Solarzellen

Letztere lassen sich besonders energieeffizient herstellen, da keine Hochtemperaturverfahren nötig sind, verursachen deutlich geringere Herstellungskosten und ermöglichen dank Flexibilität, Transparenz und einfacher Handhabung weitere Einsatzgebiete für die Solartechnik. Der Wirkungsgrad ist liegt allerdings bei nur etwa der Hälfte dessen, was kommerzielle, monokristalline Zellen leisten. Forschungsdirektor Jens Hauch von Konarka Technologies stellt heute im Rahmen der Konferenz „The Solar Future: Module Technologies“ jüngst den aktuellen Stand bei der Entwicklung organischer Solarzellen vor. „Mit 1 Quadratzentimeter großen Zellen haben wir einen Rekordwirkungsgrad von 8,3 Prozent erreicht“, erklärte Hauch. Die Anwendungsbereiche für die Solarzellen, bei denen ein organischer Farbstoff im angeregten Zustand Elektronen abgibt, sind dafür aber vielfältig: Das „photovoltaische Halbzeug“ lässt sich sowohl in Textilien integrieren als auch in Glas verpacken.

Die Zellen eignen sich zum Beispiel für netzautarke Inselsysteme, tragbare elektronische Geräte und gebäudeintegrierte Systeme. Ob Semitransparenz, rot, grün, blau oder grau – theoretisch ist jede Farbe und jegliche Mischung möglich. Weil sich die Zellen synthetisch bei niedrigen Temperaturen herstellen lassen, sind die Produktionskosten gering. Konarka will sie in den nächsten zwei bis drei Jahren auf einen Dollar pro Watt senken.

CIGS: Rekordwirkungsgrad von 18,7 Prozent

Das Schweizer Forschungsinstitut EMPA hat mit Solarzellen aus Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS) kürzlich einen Rekordwirkungsgrad von 18,7 Prozent erreicht. Die EMPA-Forscher bringen die Zellen sowohl auf flexiblen Polymer- als auch auf Metallfolien an. Mit dem Rolle-zu-Rolle- Verfahren lassen sie sich bei niedrigen Temperaturen kostengünstig fertigen. Weitere Kosten spart man bei der Installation und dem Transport. „Die Module lassen sich wie Teppiche tragen“, erklärt Professor Ayodhya N. Tiwari, der bei EMPA das Photovoltaiklabor leitet. Mögliche Anwendungsbereiche seien portable und gebäudeintegrierte Systeme, aber auch Industriedächer, landwirtschaftliche Installationen und Freiflächenanlagen.

Weitere Informationen unter www.thesolarfuture.com

 
 
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Kategorie(n): Solarenergie
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