Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Eine neue Generation von Solarzellen

08.12.2006
Die Leibniz Universität Hannover forscht an einer kostengünstigen Alternative zu teuren Silizium-Solarzellen. Die neuen Farbstoffsolarzellen stehen kurz vor der Kommerzialisierung.
Effektive Solarzellen - und trotzdem kostengünstig in der Herstellung: Das Institut für Physikalische Chemie und Elektrochemie der Leibniz Universität Hannover arbeitet intensiv an einer Alternative zu herkömmlichen Silizium-Solarzellen, um die Energieressourcen der Sonne kostengünstiger als bisher nutzen zu können. Die neuen, so genannten Farbstoffsolarzellen, die die Sonnenenergie mit Hilfe eines aufgebrachten Farbstoffs in Strom umwandeln, sind in der Herstellung erheblich günstiger als die bekannten Silizium-Solarzellen. Ziel der Arbeiten ist, durch neue Fertigungskonzepte die Effektivität der Farbstoffsolarzellen zu steigern, um sie konkurrenzfähig zur Silizium-Zelle zu machen.

Zudem hat sich die Forschergruppe zum Ziel gesetzt, flexible Farbstoffsolarzellen zu entwickeln, die zum Beispiel in Kleidung oder Zeltplanen integriert werden können. So könnten künftig unterwegs elektronische Geräte ohne Batterien betrieben werden. Ein attraktiver Nebenaspekt der neuen Solarzellen ist, dass sie in vielen bunten Farben hergestellt werden können, was sie als energiebringendes Accessoire durchaus populär machen könnte. Vier von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderte Projekte zur Entwicklung und Verbesserung von Farbstoffsolarzellen werden momentan unter der Leitung von Dr. Torsten Oekermann bearbeitet.
"Die herkömmlichen Silizium-Solarzellen sind zwar effizient im Gebrauch,
aber auch sehr teuer in der Herstellung, weil die erforderlichen Hoch-Temperaturprozesse von fast 2000 Grad Celsius sehr energieaufwendig sind", erläutert Institutsdirektor Prof. Jürgen Caro. Erste Prototypen der Farbstoffsolarzellen, die aus Titandioxid bestehen, sind schon im Verkauf. Bei ihrer Herstellung ist allerdings immer noch eine Temperatur von mindestens 450 Grad Celsius erforderlich. Die hannoverschen Forscher arbeiten daran, durch elektrochemische Abscheidung von Titandioxid- und Zinkoxidschichten die Produktionstemperatur der Zellen auf Raumtemperatur abzusenken.

Entscheidend für die Herstellung von flexiblen Farbstoffsolarzellen ist die Erzeugung von Halbleiteroxid-Filmen bei möglichst niedrigen Temperaturen, weil sonst die leitenden Plastikunterlagen beschädigt werden. Und hier hält die Leibniz Universität Hannover einen Weltrekord: Die in Zusammenarbeit mit der japanischen Universität Gifu hergestellten porösen Zinkoxid-Filme sind im Wirkungsgrad flexibler Solarzellen bislang konkurrenzlos.

Zur Herstellung der Farbstoffsolarzellen werden die Halbleiteroxide als poröser Film auf eine leitfähige Unterlage aufgebracht. An diese Oxidschicht wird ein Farbstoff angelagert, in dessen Molekülen durch das Sonnenlicht Elektronen angeregt werden. Die angeregten Elektronen werden auf das Halbleiteroxid übertragen und diffundieren zum leitfähigen Rückkontakt. Über den äußeren Stromkreis gelangen die Elektronen zur Gegenelektrode und von dort durch einen Elektrolyten zurück zum Farbstoff. So wird ein Photostrom erzeugt.

Um bei der elektrochemischen Abscheidung die nötige Porosität der Schichten zu erreichen, werden der Abscheidungslösung Additive hinzugefügt, die als "Template" für die Poren dienen. Hier beteiligt sich PD Dr. Michael Wark im gleichen Institut, der über langjährige Erfahrung bei der Anwendung solcher Additive in verschiedenen Herstellungsmethoden verfügt.

Dr. Stefanie Beier | Leibniz Universität Hannover
Weitere Informationen:
http://www.uni-hannover.de
http://www.uni-hannover.de/de/universitaet/veroeffentlichungen/unimagazin/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Forscher entwickeln effizientere Systeme für Brennstoffzellen und Kraft-Wärme-Kopplung
19.04.2017 | EWE-Forschungszentrum für Energietechnologie e. V.

nachricht Forscher entwickeln Elektrolyte für Redox-Flow-Batterien aus Lignin aus der Zellstoffherstellung
18.04.2017 | Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: TU Chemnitz präsentiert weltweit einzigartige Pilotanlage für nachhaltigen Leichtbau

Wickelprinzip umgekehrt: Orbitalwickeltechnologie soll neue Maßstäbe in der großserientauglichen Fertigung komplexer Strukturbauteile setzen

Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Bundesexzellenzclusters „Technologiefusion für multifunktionale Leichtbaustrukturen" (MERGE) und des Instituts für...

Im Focus: Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

58 europäische Industrie- und Forschungspartner aus 11 Ländern forschten unter der Leitung des VIRTUAL VEHICLE drei Jahre lang, um Europas führende Position im Bereich Embedded Systems und dem Internet of Things zu stärken. Die Ergebnisse von DEWI (Dependable Embedded Wireless Infrastructure) wurden heute in Graz präsentiert. Zu sehen war eine Fülle verschiedenster Anwendungen drahtloser Sensornetzwerke und drahtloser Kommunikation – von einer Forschungsrakete über Demonstratoren zur Gebäude-, Fahrzeug- oder Eisenbahntechnik bis hin zu einem voll vernetzten LKW.

Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction geklungen hätte, ist in seinem Ansatz bereits Wirklichkeit und wird in Zukunft selbstverständlicher Teil...

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Internationaler Tag der Immunologie - 29. April 2017

28.04.2017 | Veranstaltungen

Kampf gegen multiresistente Tuberkulose – InfectoGnostics trifft MYCO-NET²-Partner in Peru

28.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Traumata, Sprachbarrieren, Infektionen und Bürokratie – Herausforderungen

27.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Über zwei Millionen für bessere Bordnetze

28.04.2017 | Förderungen Preise

Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wie Pflanzen ihre Zucker leitenden Gewebe bilden

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie