Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Forscher ermöglichen Solarzellen, mehr Sonnenlicht zu nutzen

25.02.2015

Wissenschaftler der Universität Luxemburg und des japanischen Elektronikunternehmens TDK melden Fortschritte in der Photovoltaikforschung: Sie haben eine Schicht so verbessert, dass Solarzellen mehr Sonnenenergie verwenden und demnach mehr Strom produzieren können.

Verbessert wurde eine leitfähige Oxidschicht, die nun im Infrarotbereich mehr Transparenz aufweist. Zwar wurden schon ähnliche solcher Versuche unternommen, doch dies ist das erste Mal, dass die Schichten in einem einstufigen Verfahren hergestellt wurden und gleichzeitig an der Luft stabil blieben.

„Die von der Universität Luxemburg hergestellten Schichten wurden anderthalb Jahre der Luft ausgesetzt und sind immer noch genauso leitfähig wie frisch nach der Herstellung“, sagt Prof. Susanne Siebentritt, Leiterin des Photovoltaiklabors an der Universität Luxemburg.

„Ein fantastisches Ergebnis nicht nur für Solarzellen, sondern auch für eine ganze Reihe anderer Technologien“, fügt sie hinzu. Mitbeteiligt an der Studie waren Dr. Matěj Hála, wissenschaftlicher Mitarbeiter im Photovoltaiklabor, sowie Shohei Fujii und Yukari Inoue, Gastwissenschaftler von TDK.

Transparente, leitfähige Oxide werden in jedem Gerät eingesetzt, das Elektronik und Licht kombiniert, wie LED-Lampen, Solarzellen, Fotodetektoren oder auch Touchscreens. Sie verbinden die Eigenschaften von Metallen – die bislang besten elektrischen Leiter – mit jenen von Oxiden, die normalerweise transparent, aber nicht leitfähig sind, wie beispielsweise Glas.

In Solarzellen muss die Schicht einerseits leitfähig sein, weil sie die obere Elektrode bildet. Gleichzeitig muss sie transparent sein, damit das Sonnenlicht die Ebene darunter erreicht, in der Strom hergestellt wird.

Die Oxide, die diese Schicht bilden, können durch das absichtliche Hinzufügen von Verunreinigungen leitfähig gemacht werden. Zinkoxid mit hinzugefügtem Aluminium ist ein häufig verwendetes Beispiel. In diesem Fall gibt das Aluminium freie Elektronen, die für die Leitfähigkeit verantwortlich sind, an das Zinkoxid ab. Doch weil diese freien Elektronen auch Infrarotlicht absorbieren, kann weniger Sonnenenergie durchströmen.

Um pures Zinkoxid leitfähiger zu machen, veränderte das Team der Universität Luxemburg und von TDK das Verfahren zur Herstellung der Schicht. „Dank des länderübergreifenden Wissensaustauschs hatte unser multidisziplinäres Team die Idee, eine zusätzliche Komponente – ein weiteres Gasplasma – in den sogenannten Sputter-Prozess zu integrieren. Auf diese Weise wird das Material auch ohne Aluminium leitfähig“, erklärt Prof. Siebentritt.

Diese Methode ermöglicht es, weniger, aber dafür schnellere Elektronen zu erhalten. „Mit diesem Ergebnis bleibt die Leitfähigkeit ähnlich wie mit Aluminium, aber die Transparenz im Infrarotbereich ist viel besser, da weniger freie Elektronen auch weniger Absorption verursachen. So werden Solarzellen effizienter“, fügt Dr. Matěj Hála hinzu. Die Forschungsergebnisse wurden nun im renommierten Journal „Progress in Photovoltaics“ veröffentlicht.

Weitere Informationen:

http://www.uni.lu - Universität Luxemburg

Britta Schlüter | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Fraunhofer IFAM erweitert den Forschungsbereich »Beschichtungen für Bewuchs- und Korrosionsschutz«
11.01.2017 | Fraunhofer IFAM

nachricht Schrauben mit Köpfchen
10.01.2017 | Technische Universität Chemnitz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Erforschung von Elementarteilchen in Materialien

Laseranregung von Semimetallen ermöglicht die Erzeugung neuartiger Quasiteilchen in Festkörpersystemen sowie ultraschnelle Schaltung zwischen verschiedenen Zuständen.

Die Untersuchung der Eigenschaften fundamentaler Teilchen in Festkörpersystemen ist ein vielversprechender Ansatz für die Quantenfeldtheorie. Quasiteilchen...

Im Focus: Studying fundamental particles in materials

Laser-driving of semimetals allows creating novel quasiparticle states within condensed matter systems and switching between different states on ultrafast time scales

Studying properties of fundamental particles in condensed matter systems is a promising approach to quantum field theory. Quasiparticles offer the opportunity...

Im Focus: Mit solaren Gebäudehüllen Architektur gestalten

Solarthermie ist in der breiten Öffentlichkeit derzeit durch dunkelblaue, rechteckige Kollektoren auf Hausdächern besetzt. Für ästhetisch hochwertige Architektur werden Technologien benötigt, die dem Architekten mehr Gestaltungsspielraum für Niedrigst- und Plusenergiegebäude geben. Im Projekt »ArKol« entwickeln Forscher des Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern aktuell zwei Fassadenkollektoren für solare Wärmeerzeugung, die ein hohes Maß an Designflexibilität erlauben: einen Streifenkollektor für opake sowie eine solarthermische Jalousie für transparente Fassadenanteile. Der aktuelle Stand der beiden Entwicklungen wird auf der BAU 2017 vorgestellt.

Im Projekt »ArKol – Entwicklung von architektonisch hoch integrierten Fassadekollektoren mit Heat Pipes« entwickelt das Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern...

Im Focus: Designing Architecture with Solar Building Envelopes

Among the general public, solar thermal energy is currently associated with dark blue, rectangular collectors on building roofs. Technologies are needed for aesthetically high quality architecture which offer the architect more room for manoeuvre when it comes to low- and plus-energy buildings. With the “ArKol” project, researchers at Fraunhofer ISE together with partners are currently developing two façade collectors for solar thermal energy generation, which permit a high degree of design flexibility: a strip collector for opaque façade sections and a solar thermal blind for transparent sections. The current state of the two developments will be presented at the BAU 2017 trade fair.

As part of the “ArKol – development of architecturally highly integrated façade collectors with heat pipes” project, Fraunhofer ISE together with its partners...

Im Focus: Mit Bindfaden und Schere - die Chromosomenverteilung in der Meiose

Was einmal fest verbunden war sollte nicht getrennt werden? Nicht so in der Meiose, der Zellteilung in der Gameten, Spermien und Eizellen entstehen. Am Anfang der Meiose hält der ringförmige Proteinkomplex Kohäsin die Chromosomenstränge, auf denen die Bauanleitung des Körpers gespeichert ist, zusammen wie ein Bindfaden. Damit am Ende jede Eizelle und jedes Spermium nur einen Chromosomensatz erhält, müssen die Bindfäden aufgeschnitten werden. Forscher vom Max-Planck-Institut für Biochemie zeigen in der Bäckerhefe wie ein auch im Menschen vorkommendes Kinase-Enzym das Aufschneiden der Kohäsinringe kontrolliert und mit dem Austritt aus der Meiose und der Gametenbildung koordiniert.

Warum sehen Kinder eigentlich ihren Eltern ähnlich? Die meisten Zellen unseres Körpers sind diploid, d.h. sie besitzen zwei Kopien von jedem Chromosom – eine...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Über intelligente IT-Systeme und große Datenberge

17.01.2017 | Veranstaltungen

Aquakulturen und Fangquoten – was hilft gegen Überfischung?

16.01.2017 | Veranstaltungen

14. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

12.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Erforschung von Elementarteilchen in Materialien

17.01.2017 | Physik Astronomie

Wasser - der heimliche Treiber des Kohlenstoffkreislaufs?

17.01.2017 | Geowissenschaften

Kieselalge in der Antarktis liest je nach Umweltbedingungen verschiedene Varianten seiner Gene ab

17.01.2017 | Biowissenschaften Chemie