Nano-Solarzellen maximieren Wirkungsgrad

15. September 2015, 21:41 Uhr
Nano-Solarzellen maximieren Wirkungsgrad
Nano-Solarzellen maximieren Wirkungsgrad
Jeremy Munday sowie die Studenten Yunlu Xu und Tao Gong der University of Maryland, Department of Electrical and Computer Engineering, haben eine neuartige Solarzelle im Nano-Maßstab entwickelt, die traditionelle Solarzellen bezüglich des Wirkungsgrads um bis zu 40 % übertrifft. Diese neue Technologie scheint das Potential zu haben, die komplette Solarindustrie umzukrempeln.
 
Das Team hat die sogenannte Shockley-Queisser-Grenze für nanostrukturierte Solarzellen untersucht. Diese Grenze beschreibt das Maximum der Konversion von Licht in elektrische Energie für bestimmte Materialien und ist der Vergleichsstandard für neue Solartechnologien. Bei herkömmlichen Solarzellen liegt diese Grenze bei etwa 33 %. Die Forscher haben daher versucht, mit kleineren Strukturen diese Grenze zu verschieben.
 
Xu, Gong und Munday konnten zeigen, dass nanostrukturierte Solarzellen eine theoretisches Wirkungsgradmaximum von rund 42 % bei typischer Sonnenbeleuchtung aufweisen. Damit wird der Wirkungsgrad herkömmlicher Solarzellen deutlich übertroffen. Lediglich Solarzellen mit optischen Konzentratoren sind hier noch besser. Nanostrukturierte Solarzellen weisen aber Vorteile durch einfachen Aufbau auf und erreichen selbst bei in der Atmosphäre gestreutem Licht einen Wirkungsgrad von bis zu 35,5 %.
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