Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Solarzellen der dritten Generation

13.03.2007
Physiker der Universität Jena starten Forschungsprojekt, das auf neue Materialien setzt

Nicht erst seit der nahenden Klimakatastrophe spielen alternative Energien eine bedeutende ökologische wie ökonomische Rolle. Standard bei der Gewinnung von Sonnenenergie ist gegenwärtig die Solarzelle aus Silizium. Physiker der Friedrich-Schiller-Universität Jena starten nun ein Forschungsprojekt, um die Solarzelle der dritten Generation zu entwickeln.

Statt auf Silizium setzt das Team um Prof. Dr. Wolfgang Witthuhn auf Dünnschichtzellen. Das Projekt wird für die nächsten zwei Jahre mit über einer halben Million Euro vom Thüringer Wissenschaftsministerium gefördert. Ein Verbundprojekt zur Weiterentwicklung solcher Dünnschichtsolarzellen gemeinsam mit der TU Ilmenau ist außerdem in Vorbereitung.

Die Spezialisten vom Institut für Festkörperphysik der Jenaer Universität können bei ihren Forschungen auf längere Erfahrung und eine gute Ausstattung zurückgreifen. Seit fast zehn Jahren existiert die Photovoltaik-Forschergruppe, die "die komplette Prozesskette von der Forschung bis zur Herstellung und Testung" umsetzen kann, unterstreicht Prof. Witthuhn.

... mehr zu:
»Silizium »Solarzelle

Im neuen Projekt setzen die Jenaer Physiker auf Materialien aus chalkogenhaltigen Verbindungen wie Kupfer-Indium-Disulfid (CIS). Denn "physikalisch ist Silizium eigentlich ungeeignet für Solarzellen", erläutert Witthuhn. Silizium sei nur ein indirekter Halbleiter, bei dem die Absorption von Sonnenlicht auch noch ein geeignetes "Mitschwingen" des Silizium-Gitters erfordert. Wegen der geringen Wahrscheinlichkeit für diesen Prozess muss das Licht einen langen Weg im Gitter zurücklegen, die Silizium-Scheiben müssen also verglichen mit den heutigen technischen Möglichkeiten relativ dick sein - einige Hundert Mikrometer. Daher setzen die Photovoltaik-Experten von der Universität Jena auf direkte Halbleiter, beispielsweise das CIS. "Man braucht dafür nur ein Hundertstel der Schichtdicken und auch kein hochreines Material", nennt Witthuhn einen Vorteil gegenüber Silizium, das zudem "zur Zeit auf dem Weltmarkt sehr teuer ist".

Die in Jena erforschten anorganischen Dünnschicht-Zellen sollen als Tandem-Zellen hintereinander geschaltet sein, um die Energieeffizienz und damit den Wirkungsgrad zu erhöhen. Solche Zellen gibt es bereits, weiß Witthuhn, sie sind aber sehr teuer. Sein Team will nun billigere und flexiblere Tandem-Zellen mit einer höheren Bandbreite entwickeln. "Zwei Zellen, die sich gegenseitig ergänzen, wollen wir übereinander packen", erläutert er. Dabei sollen die neuen Materialien auf die (Glas-)Oberflächen der Solarzellen aufgedampft werden.

"Es besteht noch viel Forschungsbedarf", sagt der erfahrene Physiker. Doch er sieht ein großes Anwendungspotenzial sowie gewaltige Möglichkeiten, um die Kosten zu reduzieren. "Der Wirkungsgrad der Tandem-Solarzellen sollte theoretisch um den Faktor 2 bis 3 höher sein", so Witthuhn.

Doch selbst dieses Ziel reicht den Physikern von der Friedrich-Schiller-Universität noch nicht. Die neuen Jenaer Solarzellen sollen außerdem transparent sein. Witthuhn will die bereits fast serienreifen Mehrkomponentenschichten so dicht packen, dass die Zellen dennoch durchscheinend bleiben. So könnten ganze Fassaden lichtdurchlässig gemacht werden und zugleich den eigenen Energieverbrauch durch Sonnenlicht wieder einfangen.

"Es ist noch ein Traum", gibt Witthuhn zu. Aber der Festkörperphysiker sieht in den Forschungen auch enormes wirtschaftliches Potenzial. "Man kann die Thüringer Industrie mit der Dünnschicht-Technologie verheiraten", ist er sich sicher. Falls die Forschungen zum Erfolg führen, könnte Thüringen seine starke Position in der Photovoltaik weiter festigen und so zu einem führenden Standort der Solartechnik werden.

Kontakt:
Prof. Dr. Wolfgang Witthuhn
Institut für Festkörperphysik der Universität Jena
Max-Wien-Platz 1, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 947300 oder 947301
E-Mail: wolfgang.witthuhn[at]uni-jena.de

Axel Burchardt | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-jena.de

Weitere Berichte zu: Silizium Solarzelle

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Erste Beweise für Quelle extragalaktischer Teilchen
13.07.2018 | Technische Universität München

nachricht MAGIC-Teleskope finden Entstehungsort von seltenem kosmischen Neutrino
13.07.2018 | Max-Planck-Institut für Physik

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

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...

Im Focus: Magnetische Wirbel: Erstmals zwei magnetische Skyrmionenphasen in einem Material entdeckt

Erstmals entdeckte ein Forscherteam in einem Material zwei unabhängige Phasen mit magnetischen Wirbeln, sogenannten Skyrmionen. Die Physiker der Technischen Universitäten München und Dresden sowie von der Universität zu Köln können damit die Eigenschaften dieser für Grundlagenforschung und Anwendungen gleichermaßen interessanten Magnetstrukturen noch eingehender erforschen.

Strudel kennt jeder aus der Badewanne: Wenn das Wasser abgelassen wird, bilden sie sich kreisförmig um den Abfluss. Solche Wirbel sind im Allgemeinen sehr...

Im Focus: Neue Steuerung der Zellteilung entdeckt

Wenn eine Zelle sich teilt, werden sämtliche ihrer Bestandteile gleichmässig auf die Tochterzellen verteilt. UZH-Forschende haben nun ein Enzym identifiziert, das sicherstellt, dass auch Zellbestandteile ohne Membran korrekt aufgeteilt werden. Ihre Entdeckung eröffnet neue Möglichkeiten für die Behandlung von Krebs, neurodegenerative Krankheiten, Alterungsprozessen und Virusinfektionen.

Man kennt es aus der Küche: Werden Aceto balsamico und Olivenöl miteinander vermischt, trennen sich die beiden Flüssigkeiten. Runde Essigtropfen formen sich,...

Im Focus: Magnetic vortices: Two independent magnetic skyrmion phases discovered in a single material

For the first time a team of researchers have discovered two different phases of magnetic skyrmions in a single material. Physicists of the Technical Universities of Munich and Dresden and the University of Cologne can now better study and understand the properties of these magnetic structures, which are important for both basic research and applications.

Whirlpools are an everyday experience in a bath tub: When the water is drained a circular vortex is formed. Typically, such whirls are rather stable. Similar...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Interdisziplinäre Konferenz: Diabetesforscher und Bioingenieure diskutieren Forschungskonzepte

13.07.2018 | Veranstaltungen

Conference on Laser Polishing – LaP: Feintuning für Oberflächen

12.07.2018 | Veranstaltungen

Materialien für eine Nachhaltige Wasserwirtschaft – MachWas-Konferenz in Frankfurt am Main

11.07.2018 | Veranstaltungen

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

Interdisziplinäre Konferenz: Diabetesforscher und Bioingenieure diskutieren Forschungskonzepte

13.07.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Maschinelles Lernen: Neue Methode ermöglicht genaue Extrapolation

13.07.2018 | Informationstechnologie

Fachhochschule Südwestfalen entwickelt innovative Zinklamellenbeschichtung

13.07.2018 | Materialwissenschaften

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