RSS
Gesichter der Energieeffizienz
Bildergalerie Solarmodule
Welche Schritte sind für die Produktion der Solarmodule notwendig?
Solarthermie BG und Quiz
Parabolrinnenkraftwerke im Fokus
Testen Sie Ihr Wissen über Solarthermie!
Offene Fragen? Dann schauen Sie doch in unsere Bildergalerie!
Forschung & Innovation
IMEC: Der Strom, der aus dem Ofen kommt
Thermo-photovoltaische Zellen können Strom aus Wärmequellen erzeugen die infrarote Wellenlängen abstrahlen, zum Beispiel Hoch- temperaturöfen oder Haushaltsgeräte zur Warmwasserbereitung.
Mehr Interessantes aus der Forschung:
Onshore oder Offshore?
Beide Techniken haben ihre Berechtigung, aber auch ihre spezifischen Vor- und Nachteile. Entscheidend sind also der politische Blickwinkel und eventuell die wirtschaftliche Interessenlage.
Simulation
Bildergalerie: GIP
Die Kombination aus unterschiedlichen Materialien und Fertigungstechniken eröffnet der gebäudeintegrierten Photovoltaik (fast) grenzenlose gestalterische Möglichkeiten.
WasserwirbelKW
Wasserwirbelkraftwerk
Wasserwirbelkraftwerke nutzen die Energie von Flüssen auf eine neue, ökologisch wertvolle Art - ein Strudel treibt dabei den Generator an.
Interview
Modul-Garantien bremsen Innovationen
»Wir müssen uns dringend ein neues Modell überlegen, um wettbewerbsfähig zu bleiben«, sagt Dr. Joachim John, Team Leader Industrial Solar Cells Photovoltaics vom IMEC. Denn die Hersteller von PV-Modulen bremsen derzeit die Einführung neuer Techniken, die die Produktionskosten senken könnten.
Wärmebildkameras
Mit Wärmebildkameras lässt sich die Leistungsfähigkeit von Solarmodulen während der Fertigung oder nach der Montage prüfen. Worauf kommt es bei den Messungen konkret an?
Bildergalerie Desertec
Desertec zählt zu den ambitioniertesten Industrieprojekten Europas.
Welche Technologien und Firmen stecken eigentlich hinter Desertec?
Wind
Der Markt für Windenergieanlagen und Zubehör wird auch in absehbarer Zukunft wachsen. Technisch geht der Trend in Richtung größere und getriebelose Anlagen, leichtere Generatoren sowie Condition-Monitoring-Systeme.
Quanteneffizienz für mehr Solarstrom
Nanokristalline Schichten und Quantenpunkte sollen Wirkungsgrad steigern
Amerikanische Forscher haben im Labor an einer Schicht aus halbleitenden organischen Nanokristallen einen Rückgang der Verlustrate demonstriert, die in Form von Wärme bei der Umwandlung von Sonnenlicht in Strom entsteht.
Anzeige
Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass sich damit der maximale Wirkungsgrad von bisher 31 auf 44 Prozent steigern lässt.
»Wir wollen den Großteil der Energie im Sonnenlicht einfangen. Das wäre die ultimative Solarzelle«, sagt Xiaoyang Zhu, Chemiker an der University of Texas in Austin. Er und seine Kollegen haben eine nanokristalline Doppelschicht aus dem organischen Halbleiter Pentacen und aus Kohlenstoffclustern, den Fullerenen konstruiert. Fiel ein Lichtteilchen mit einer hohen Energie auf diese Struktur, bildete sich – genau wie in einer herkömmlichen Solarzelle – ein Elektron-Loch-Paar. Doch anders als in gebräuchlichen Zellen beobachteten sie zusätzlich ein weiteres Exziton, dass sie als »Schatten-Zustand« bezeichneten. Aus dieser Anregung entstand ein weiteres, allerdings sehr kurzlebiges Elektron-Loch-Paar. Die Fulleren-Schicht fing das so freigesetzte Elektron auf. Prinzipiell kann es dann einen nutzbaren Solarstrom liefern.
Über die Analyse der Photoelektronen schlossen Zhu und Kollegen auf die Geschwindigkeit dieser Prozesse. Sie dauerten nur Bruchteile einer Picosekunde. Die Erzeugung mehrerer Elektronen pro einfallendem Lichtteilchen könnte Solarzellen mit einer deutlich größeren Quanteneffizienz als bisher ermöglichen.
Anwenden wollen die Wissenschaftler das Prinzip auf Solarzellen aus halbleitenden Kunststoffen. »Die Produktion von Solarzellen aus Plastikhalbleitern hat Vorteile. Einer davon sind die geringen Kosten«, sagt Zhu. Können diese Solarzellen bisher nur knapp halb so viel Strom erzeugen wie Module auf Siliziumbasis, ließe sich dieser Nachteil mit den nanokristallinen Schichten in Zukunft beseitigen. Ob dieser Schritt gelingt, lässt sich heute aber noch nicht sagen.
Parallel zu diesem Ansatz berichten Matthew Beard und Kollegen vom National Renewable Energy Laboratory in Golden von einer weiteren Möglichkeit zur Steigerung des Wirkungsgrades von Solarzellen. Sie fanden heraus, dass sich in einem System aus Bleiselenid-Quantenpunkten ebenfalls mehr als ein Elektron pro Photon erzeugen lässt. Ihre Messungen belegen eine Quanteneffizienz von bis zu 130 Prozent. Im Durchschnitt setzt dabei jedes Photon nicht nur eines, sondern 1,3 Elektronen in dem Halbleitermaterial frei.
Es können jedoch noch einige Jahre vergehen, bis es möglich ist, diese Methoden in kommerziell verfügbaren Solarmodulen anzuwenden. Denn von der Entdeckung eines Wirkprinzips bis zu einem Solarmodul ist der Weg erfahrungsgemäß weit. Parallel sinken wohl auch die heute höheren Produktionskosten für Tandem- und Tripelzellen auf der Basis von Silizium oder Germanium weiter. Dadurch bleiben sie eine ernstzunehmende Konkurrenz für Plastikzellen mit doppelter Elektronenausbeute.
Weiterführende Links:
