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Die Zukunft der Solartechnik

Forscher der amerikanischen University of Missouri haben eine neue Solartechnik entwickelt, mit deren Hilfe der Wirkungsgrad von Solarzellen auf mehr als 90% gesteigert werden kann. Der Leiter des Projekts Patrick Pinhero ist zuversichtlich, dass seine Arbeitsgruppe in den nächsten fünf Jahren große Fortschritte machen wird. Nachrichten wie diese lassen die Solarwirtschaft aufatmen. Nach einer Zeit voller Umsatzeinbrüche und gestrichener Subventionen erlauben die neuen Ergebnisse einen optimistischen Blick in die Zukunft. Die entscheidende Entdeckung des Forschungsteams sind Nano-Antennen (auch: Nantennas). Hierbei handelt es sich um mikroskopisch kleine Nanodrähte, die auf der Solarzelle angebracht werden und mit einer gesteigerten Effizienz Sonnenlicht in Strom umwandeln.

Wie groß der Unterschied zu aktuell verwendeten Solarmodulen ist, zeigt dass der Wirkungsgrad dieser nur bei etwa 20% liegt. Der Hauptbestandteil herkömmlicher Solarzellen ist Silizium. Hierbei handelt es sich um einen hochreinen Stoff, der mit Hilfe eines sehr aufwendigen Verfahrens aus Sand gewonnen wird. Aus dem hochreinen Silizium wird das Innenleben der Solarzellen – auch Wafer genannt – hergestellt. Wafer besitzen eine positive und eine negative Seite, welche durch eine Grenzschicht voneinander getrennt sind. Für die Erzeugung des Stroms müssen Elektronen von einer zur anderen Seite fließen. Hierfür befinden sich auf der Oberseite des Sonnenkollektors kleine Drähte, die den Strom zu einem Verbraucher leiten. Alles was eine Solarzelle dazu benötigt ist (diffuses) Sonnenlicht.

Diese Drähte und ihr Potential haben nicht nur die Forscher aus Missouri entdeckt. Auch das amerikanische Start-Up Unternehmen Bandgap Engineering entwickelt Solarzellen mit Nanodrähten, die eine fast doppelt so hohe Leistung der Solaranlage erlauben. Im Gegensatz zu den Entdeckungen aus den Universitätslaboren will Bandgap seine Technologie schon in naher Zukunft auf den Markt bringen. Im Vergleich zu herkömmlichen Solarzellen geht dank der Nanodrähte weniger Sonnenlicht ohne Absorption verloren. Die Nanodrähte sind dafür verantwortlich, dass Elektronen, die nicht absorbiert werden, ihre Richtung ändern und so eine erneute Chance auf eine Absorption besteht. Der Verlust von 85% des Sonnenlichts wird durch diesen Trick auf ein Minimum reduziert.

Für den Endverbraucher würden solche neuen Techniken wahrscheinlich mit höheren Kosten verbunden sein. Gleichzeitig ist der Ertrag einer Solaranlage mit Nanodrähten so hoch, dass sich die Investition lohnen würde. Die neusten Entwicklungen auf dem Solarmarkt bringen die Nutzung von erneuerbaren Energien auf ein neues Level und lassen auf einen erneuten Aufschwung der Industrie hoffen.

Weitere Informationen finden Sie auf enerdream.de