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 Diamant – ein unverzichtbarer Werkstoff der Fusionstechnologie
17.07.2018 | Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

nachricht Rostocker Forscher testen neue Generation von Offshore-Windenergie-Anlagen
16.07.2018 | Universität Rostock

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: Diamant – ein unverzichtbarer Werkstoff der Fusionstechnologie

Forscher am KIT entwickeln Fenstereinheiten mit Diamantscheiben für Fusionsreaktoren – Neue Scheibe mit Rekorddurchmesser von 180 Millimetern

Klimafreundliche und fast unbegrenzte Energie aus dem Fusionskraftwerk – für dieses Ziel kooperieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit. Bislang...

Im Focus: Wiener Forscher finden vollkommen neues Konzept zur Messung von Quantenverschränkung

Quantenphysiker/innen der ÖAW entwickelten eine neuartige Methode für den Nachweis von hochdimensional verschränkten Quantensystemen. Diese ermöglicht mehr Effizienz, Sicherheit und eine weitaus geringere Fehleranfälligkeit gegenüber bisher gängigen Mess-Methoden, wie die Forscher/innen nun im Fachmagazin „Nature Physics“ berichten.

Die Vision einer vollständig abhörsicheren Übertragung von Information rückt dank der Verschränkung von Quantenteilchen immer mehr in Reichweite. Wird eine...

Im Focus: Was passiert, wenn wir das Atomgitter eines Magneten plötzlich aufheizen?

„Wir haben jetzt ein klares Bild davon, wie das heiße Atomgitter und die kalten magnetischen Spins eines ferrimagnetischen Nichtleiters miteinander ins Gleichgewicht gelangen“, sagt Ilie Radu, Wissenschaftler am Max-Born-Institut in Berlin. Das internationale Forscherteam fand heraus, dass eine Energieübertragung sehr schnell stattfindet und zu einem neuartigen Zustand der Materie führt, in dem die Spins zwar heiß sind, aber noch nicht ihr gesamtes magnetisches Moment verringert haben. Dieser „Spinüberdruck“ wird durch wesentlich langsamere Prozesse abgebaut, die eine Abgabe von Drehimpuls an das Gitter ermöglichen. Die Forschungsergebnisse sind jetzt in "Science Advances" erschienen.

Magnete faszinieren die Menschheit bereits seit mehreren tausend Jahren und sind im Zeitalter der digitalen Datenspeicherung von großer praktischer Bedeutung....

Im Focus: Erste Beweise für Quelle extragalaktischer Teilchen

Zum ersten Mal ist es gelungen, die kosmische Herkunft höchstenergetischer Neutrinos zu bestimmen. Eine Forschungsgruppe um IceCube-Wissenschaftlerin Elisa Resconi, Sprecherin des Sonderforschungsbereichs SFB1258 an der Technischen Universität München (TUM), liefert ein wichtiges Indiz in der Beweiskette, dass die vom Neutrino-Teleskop IceCube am Südpol detektierten Teilchen mit hoher Wahrscheinlichkeit von einer Galaxie in vier Milliarden Lichtjahren Entfernung stammen.

Um andere Ursprünge mit Gewissheit auszuschließen, untersuchte das Team um die Neutrino-Physikerin Elisa Resconi von der TU München und den Astronom und...

Im Focus: First evidence on the source of extragalactic particles

For the first time ever, scientists have determined the cosmic origin of highest-energy neutrinos. A research group led by IceCube scientist Elisa Resconi, spokesperson of the Collaborative Research Center SFB1258 at the Technical University of Munich (TUM), provides an important piece of evidence that the particles detected by the IceCube neutrino telescope at the South Pole originate from a galaxy four billion light-years away from Earth.

To rule out other origins with certainty, the team led by neutrino physicist Elisa Resconi from the Technical University of Munich and multi-wavelength...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Wie geht es unserer Ostsee? Ein aktueller Zustandsbericht

17.07.2018 | Veranstaltungen

Interdisziplinäre Konferenz: Diabetesforscher und Bioingenieure diskutieren Forschungskonzepte

13.07.2018 | Veranstaltungen

Conference on Laser Polishing – LaP: Feintuning für Oberflächen

12.07.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Optische Kontrolle von Herzfrequenz oder Insulinsekretion durch lichtschaltbaren Wirkstoff

17.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

Umweltressourcen nachhaltig nutzen

17.07.2018 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Textilien 4.0: Smarte Kleidung und Wearables als Innovation

17.07.2018 | Innovative Produkte

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics