Solarzellen erreichen Wirkungsgrad von 44 Prozent

Forscher an der Universität im britischen Cambridge haben einen Weg gefunden, um Solarzellen um 25 Prozent effizienter arbeiten zu lassen. Dabei setzen sie auf einen organischen Halbleiter namens Pentacen und können damit bislang ungenutzte Lichtanteile verwenden. Sie haben auch den Produktionsprozess überarbeitet, womit die Herstellung der deutlich billiger sein soll.

Pentacen fängt Blau-Spektrum

Herkömmliche Zellen auf Siliziumbasis stehen derzeit bei einer Maximalausbeutevon 34 Prozent, das durchschnittliche Photovoltaik-Panel verwertet etwa 13 Prozent des Lichts. Die Erfindung aus Cambridge steigert die Ausbeute auf bis zu 44 Prozent, was den größten Leistungssprung seit einigen Jahren bedeutet. Der interne Quanteneffizienzgrad liegt sogar bei über 50 Prozent, die Konversionsrate erreicht 1 Prozent.

Das Geheimnis dahinter ist eine Pentacen-Schicht, die sich in der Oberfläche verbirgt. Diese ermöglicht es, auch den blauen Anteil des Lichtes zu nutzen. Dies gelingt in einer Umsetzung von einem Elektron je zwei Photonen. Bisher eingesetzte Technologie verwertete dieses Farbspektrum nicht, sondern führte es als Wärme ab.

Rollendruck verbilligt Herstellung

Die Wissenschaftler arbeiteten auch an der Beschleunigung des Produktionsprozesses. Die von ihnen entwickelten Hybrid-Solarzellen können im Rollendruckverfahren hergestellt werden. Dies ist nicht nur schneller, sondern auch wesentlich günstiger als der übliche Produktionsprozess. Das Entwicklerteam hat seine Erkenntnisse über die „Singlet Exciton Fission-Sensitized Infrared Quantum Dot Solar Cells“ als Paper im Journal der American Chemical Society veröffentlicht.

Paper im ACS-Journal:
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl204297u?journalCode=nalefd