3D-gedruckte Lichtfalle steigert Wirkungsgrad von Solarzellen

6. April 2015, 19:22 Uhr
3D-gedruckte Lichtfalle steigert Wirkungsgrad von Solarzellen
3D-gedruckte Lichtfalle steigert Wirkungsgrad von Solarzellen

Forschern der Universität Utrecht gelang zusammen mit Partnern der Bau von speziellen Lichtfallen mit 3D-Drucktechnik, welche die Lichtausbeute von Solarzellen erhöhen. Als weiterer Vorteil ergibt sich, dass die verwendeten Solarzellen dünner sein können und weniger Licht direkt absorbieren müssen, ohne sich im Wirkungsgrad entscheidend zu verschlechtern.

Bei modernen Dünnschicht-Solarzellen geht etwa 20% des Lichts dadurch verloren, dass es nicht absorbiert sondern reflektiert wird. Mit der Lichtfalle, die aus einem Parabolspiegel plus einer Lichtkammer besteht, wird ein großer Teil der von der Solarzelle reflektierten Lichts wieder auf sie zurückgelenkt und geht so nicht verloren. Messergebnisse brachten eine Steigerung der Energieausbeute um etwa 12% für organische Solarzellen. Die Grundidee für solche Lichtfallen ist zwar nicht neu, doch ihre Realisierung ist recht komplex. Die Spiegelgeometrie muss nämlich gut sein, damit sich der Vorteil nicht in einen Verlust verwandelt. Die Lösung der Forscher war, die Lego-Grundkonstruktion mit Kunststoff aus einem 3D-Drucker zu überarbeiten und die resultierenden verbesserten Flächen zu versilbern. Ist das Licht einmal durch das kleine Loch in der Mitte des Parabolspiegels gelangt, kann es kaum mehr zurück.

Weitere Info: 3D-printed concentrator arrays for external light trapping on thin film solar cells in der Fachzeitschrift „Solar Energy Materials and Solar Cells“.

Bild: Universität Utrecht

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