3D-Solarzellen sollen Energieausbeute verdoppeln

Skizze: Mikrostrukturen steigern Konversionseffizienz. Bild: Solar3D

Das kalifornische Unternehmen Solar3D arbeitet nach eigenen Angaben an einer neuen Siliziumwafer-Solarzelle mit dreidimensionaler Struktur, die ihre konventionellen Verwandten in Sachen Energieumsatz in den Schatten stellen soll. Konkret verspricht man sich eine Steigerung der Ausbeute um bis zu 200 Prozent, wodurch sich Solaranlagen für Käufer um mindestens 40 Prozent schneller amortisieren sollen. Stefan Reber, Experte für Dünnschichtsolarzellen am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE), sieht bei der Nutzung von Silizium gegenüber pressetext noch viel Potenzial nach oben.

3D-Strukturen auf der Oberfläche sowie kristalline Mikrostrukturen sollen den verwertbaren Einstrahlwinkel des Lichts ausweiten. Dies soll zusätzlichen Stromgewinn in den Morgen- und Abendstunden sowie im Winter ermöglichen, wenn die Sonne länger tiefer steht. Zusätzliche Kleinststrukturen im Wafer soll Reflektionen vermindern, dadurch zusätzlich Sonnenlicht einfangen und die Ausbeute weiter erhöhen.

Nach Rechnungen der Firma ist dabei der Unterschied bei einem Einfallswinkel von 20 bis 60 Grad besonders deutlich. Die Technologie soll eine Maximalausbeute von 27 Prozent ermöglichen, während herkömmliche Waferzellen ihren Zenit bei 17 Prozent erreichen. Bei Solar3D sieht man noch Luft nach oben in der Entwicklung von Photovoltaikmodulen auf Siliziumbasis.

Silizium lange noch nicht ausgereizt

Dass mit dem Material noch viel möglich ist, bestätigt auch Reber gegenüber pressetext. Laut dem Experten kann dabei auch Nanotechnologie eine wichtige Rolle spielen. "In Zukunft könnten Nanostrukturen auch als aktive Bestandteile zum Einsatz kommen", erklärt er. Zuvor ist aber noch einiges an Forschungsarbeit zu leisten.

Für den Fachmann ist Silizium "das perfekte Halbleitermaterial", denn es ist mittlerweile gut erforscht, günstig, breit verfügbar und lässt sich sauber aufbereiten. In Kombination mit anderen Materialien ist auch die Energieausbeute noch deutlich steigerbar. Bereits vor über einem Jahrzehnt gelang mit einer Mehrfachstapelzelle eine Konversionsrate von über 30 Prozent, auch Werte von über 60 Prozent hält Reber für erreichbar. Jedoch werden bis dahin noch einige Jahre ins Land ziehen.

Prototyp in Arbeit

Die eigene Entwicklung betrachtet man bei Solar3D als "Game Changer", der Beweis für ihre Praxistauglichkeit muss jedoch erst erbracht werden. Ein funktionsfähiger Prototyp befindet sich im Bau. Wann dieser fertig gestellt sein wird, ist noch nicht bekannt.

Quelle: www.pressetext.com/Georg Pichler