„In Solarzellen“, sagt Peter Peumans gegenüber PhysOrg.com, „geht es immer um höhere Wirkungsgrade. Höhere Wirkungsgrade bedeuten normalerweise niedrigere Kosten. “

Da Solarzellen als erneuerbare Energiequellen immer wichtiger werden, werden erschwingliche Techniken zur Herstellung von Solarzellen gefragt sein. Peumans, Wissenschaftler an der Stanford University, und seine Kollegen Seung-Bum Rim, Shanbin Zhao, Shawn R. Scully und Michael D. McGehee beschreiben eine solche Technik zur Steigerung der Solarzelleneffizienz: V-förmige Zellen. Die Ergebnisse ihrer Erkenntnisse sind in Applied Physics Letters zu finden : "Eine effektive Lichteinfangkonfiguration für Dünnschichtsolarzellen."

Peumans erklärt, dass er und seine Kollegen organische Solarzellen verwendet haben, um ihre Technik zu entwickeln. Organische Sonnenenergie hat eine aktive Schicht aus Molekülen wie Pigmenten oder Polymeren. Sie sind kostengünstig und flexibel. Peumans weist jedoch darauf hin, dass „organische Solarzellen typischerweise einen geringen Wirkungsgrad haben“.

Eine traditionell gestaltete organische Solarzelle besteht aus einer Filmschicht des lichtabsorbierenden Materials, die auf einer Art Substrat verteilt ist. Das Stanford-Team stellte fest, dass es möglich war, den Wirkungsgrad der Zelle signifikant zu steigern, wenn eine traditionell entworfene Solarzelle genommen und dann zu einer V-Form gebogen wurde. "Es geht um Lichtmanagement", sagt Peumans. "Dies ist eine ziemlich einfache Lösung."

Peumans erklärt weiter, dass die meisten organischen Solarzellen auf planaren Substraten hergestellt werden. „Wenn das Licht darauf trifft, gibt es nur einen Sprung - nur eine Chance, dass das Licht absorbiert wird.“ Die V-Form schafft eine Umgebung, in der das Licht herumspringen kann. "Jedes Mal, wenn das Licht reflektiert wird, kann es von der Zelle absorbiert werden."

Organische Solarzellen werden hauptsächlich durch einen „dünnen Film aus organischem Material zwischen zwei Elektroden“ definiert, erklärt Peumans. Dies macht sie kostengünstig und flexibel. Aufgrund ihres geringen Wirkungsgrades werden sie für die Energieerzeugung im großen Maßstab zum größten Teil nicht realistisch berücksichtigt. Die in Stanford entwickelte Technik hat jedoch das Potenzial, dies zu ändern. „Wir konnten den Wirkungsgrad um 52 Prozent steigern“, sagt er. "Dieselbe Zelle erzeugt mehr Strom."

Organische Solarzellen sind nicht die einzige Technologie, die von dieser effizienzsteigernden Technik Gebrauch machen kann. "Dies funktioniert zwar besonders gut bei organischen Substanzen", sagt Peumans. "Es kann auch auf andere Dünnschichtsolarzellentechnologien angewendet werden." "Für viele Solarzellentechnologien wäre es sinnvoll, diesen Ansatz zu übernehmen."

Laut Peumans gibt es bereits ein Unternehmen, das an dieser Technik arbeitet, "um das Konzept zu verbessern und eine noch höhere Effizienz zu erzielen". Er weist auch darauf hin, dass er und seine Kollegen eine Kostenanalyse zu ihrer Methode durchgeführt haben. "Unternehmen müssten es von Fall zu Fall herausfinden", räumt er ein, "aber die Zahlen, die wir uns angesehen haben, deuten darauf hin, dass Sie Solarmodule zu geringeren Kosten pro installiertem Watt produzieren können."

Während organische Zellen wahrscheinlich weiterentwickelt werden müssten, um für die großflächige Stromerzeugung in Netzen geeignet zu sein, könnte die Idee einer v-förmigen Solarzelle in bestehende, dann Filmsolarzellen integriert werden.

"Dies ist möglicherweise eine sehr einfache Anwendungstechnik", sagt Peumans. "Es könnte eine Möglichkeit sein, die Effizienz verschiedener Arten von Dünnschichtsolarzellen zu steigern."

Copyright 2007 PhysOrg.com.
Alle Rechte vorbehalten. Dieses Material darf ohne die ausdrückliche schriftliche Genehmigung von PhysOrg.com weder ganz noch teilweise veröffentlicht, gesendet, umgeschrieben oder weiterverbreitet werden.