Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Schweizer Käse: Design für effiziente Solarzellen

09.05.2011
Forscher arbeiten an materialsparenden Silizium-Dünnschichtzellen

Eine spezielle Nanostruktur ähnlich Schweizer Käse sorgt bei amorphen und sogenannten "Micromorph"-Solarzellen aus Silizium dafür, dass die Dünnschicht-Module besonders wenig Material benötigen und dennoch sehr effizient sind. "Die geschätzte mögliche Effizienz liegt im Bereich jener von polykristallinen Wafer-Solarzellen, wie sie derzeit die industrielle Fertigung dominieren", betont Milan Vanecek, Leiter der Photovoltaik-Gruppe am Institut für Physik der Akademie der Wissenschaften der Tschechischen Republik. Dementsprechend groß ist das Potenzial des gemeinsam mit Oerlikon Solar entwickelten Ansatzes.


Löchrige Solarzelle: Ansatz verbraucht weniger Silizium (Foto: Milan Vanecek)

Dreidimensional dünn

Amorphe und mikrokristalline Tandem-Solarzellen (Micromorph) müssen sehr dünn sein, damit der Abstand zwischen den elektrischen Kontakten nicht zu groß wird. Das geht normalerweise zulasten der Lichtabsorption und somit Effizienz. Das Team um Vanecek setzt darauf, die für die Zellen genutzte Zinkoxid-Substratplatte dreidimensional zu strukturieren. Durch Mikro- und Nanolöcher entsteht ein Muster, das Waben oder eben löchrigem Käse ähnelt. Das Silizium wird dann mit einem in der LCD-Fertigung gängigen Aufdampfverfahren aufgebracht.

Das ermöglicht Module, die selbst für Dünnschichtzellen extrem dünn sind, wie Vanecek gegenüber pressetext betont. Während das mikrokristalline Silizium in Micromorph-Zellen normalerweise über einen Mikrometer dick ist, sind mit dem neuen Design Lagen von rund 500 Nanometern Dicke möglich. Die amorphe Schicht wiederum ist sogar dünner als 200 Nanometer. Damit sinkt der Materialverbrauch deutlich, was wiederum geringere Fertigungskosten in Aussicht stellt - wodurch sich letztlich die Installation der Solarzellen schneller amortisiert.

Hohe Effizienz

Gleichzeitig sorgt die spezielle 3D-Struktur für eine nach Dünnschichtzellen-Maßstäben hohe Stromausbeute. Das Team berichtet in Applied Physics Letters, dass für amorphe Solarzellen zwölf Prozent und für Micromorph-Solarzellen sogar mehr als 15 Prozent Effizienz möglich scheinen. Das ist mit derzeit handelsüblichen polykristallinen Siliziumzellen vergleichbar, deren Effizienz laut Vanecek im Bereich von zwölf bis 16 Prozent liegt.

"Die merklich geringeren Kosten von Micromorph-Zellen könnten daher zu einer deutlichen Steigerung in der industriellen Produktion führen", meint daher der Wissenschaftler. Für ihn steht nun im Vordergrund, das Design weiter zu optimieren und die erreichte Effizienz zu steigern. Ob und wie schnell die Technologie tatsächlich umgesetzt wird, hängt also eher vom Industriepartner Oerlikon Solar ab.

Thomas Pichler | pressetext.redaktion
Weitere Informationen:
http://fzu.cz/en
http://oerlikon.com/solar

Weitere Berichte zu: Design Thinking Micromorph-Zellen Nanometer Oerlikon Silizium Solarzelle

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Interdisziplinäre Forschung:

nachricht Neues Verbundprojekt erforscht die neurodegenerative Erkrankung Morbus Alzheimer
12.09.2017 | Universitätsklinikum Würzburg

nachricht Damit sich Mensch und Maschine besser verstehen
04.09.2017 | Technische Universität Chemnitz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Interdisziplinäre Forschung >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Salmonellen als Medikament gegen Tumore

HZI-Forscher entwickeln Bakterienstamm, der in der Krebstherapie eingesetzt werden kann

Salmonellen sind gefährliche Krankheitserreger, die über verdorbene Lebensmittel in den Körper gelangen und schwere Infektionen verursachen können. Jedoch ist...

Im Focus: Salmonella as a tumour medication

HZI researchers developed a bacterial strain that can be used in cancer therapy

Salmonellae are dangerous pathogens that enter the body via contaminated food and can cause severe infections. But these bacteria are also known to target...

Im Focus: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Konferenz IT-Security Community Xchange (IT-SECX) am 10. November 2017

23.10.2017 | Veranstaltungen

Die Zukunft der Luftfracht

23.10.2017 | Veranstaltungen

Ehrung des Autors Herbert W. Franke mit dem Kurd-Laßwitz-Sonderpreis 2017

23.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Magma sucht sich nach Flankenkollaps neue Wege

23.10.2017 | Geowissenschaften

Neues Sensorsystem sorgt für sichere Ernte

23.10.2017 | Informationstechnologie

Salmonellen als Medikament gegen Tumore

23.10.2017 | Biowissenschaften Chemie