Ultradünne Solarmodule erreichen Rekordeffizienz

In einem Artikel, der in ACS Photonics der American Chemical Society veröffentlicht wurde , erläuterte ein Team der University of Surrey, wie sie die Eigenschaften des Sonnenlichts nutzten, um eine ungeordnete Wabenschicht zu entwerfen, die auf einem Siliziumwafer liegt. Ihr Ansatz findet sich in der Natur im Design von Schmetterlingsflügeln und Vogelaugen wieder. Das Wabendesign ermöglicht Lichtabsorption aus jedem Winkel und fängt Licht in der Solarzelle ein, wodurch mehr Energie erzeugt werden kann.

Im Labor erreichten sie Absorptionsraten von 26,3 mA/cm ² , eine 25-prozentige Steigerung gegenüber dem vorherigen Rekord von 19,72 mA/cm ² 2017 erreicht. Sie sicherten sich einen Wirkungsgrad von 21 Prozent, gehen aber davon aus, dass weitere Verbesserungen den Wert noch weiter nach oben treiben werden, was zu Wirkungsgraden führen wird, die deutlich besser sind als bei vielen kommerziell erhältlichen Photovoltaikanlagen.

Dr. Marian Florescu vom Advanced Technology Institute (ATI) der University of Surrey sagte:„Eine der Herausforderungen bei der Arbeit mit Silizium besteht darin, dass fast ein Drittel des Lichts direkt davon abprallt, ohne absorbiert und die Energie genutzt zu werden. Eine strukturierte Schicht über dem Silizium hilft, dies zu bewältigen, und unser ungeordnetes, aber hypereinheitliches Wabendesign ist besonders erfolgreich.“

Dr. Florescu fuhr fort:„Es gibt ein enormes Potenzial für den Einsatz ultradünner Photovoltaik. Angesichts ihres geringen Gewichts werden sie beispielsweise im Weltraum besonders nützlich sein und könnten neue außerirdische Projekte realisierbar machen. Da sie so viel weniger Silizium verbrauchen, hoffen wir, dass es auch hier auf der Erde zu Kosteneinsparungen kommen wird, außerdem könnte es Potenzial geben, mehr Nutzen aus dem Internet der Dinge zu ziehen und Null-Energie-Gebäude zu bauen, die lokal mit Strom versorgt werden.“