Solarzellen sind dünner als ein DIN-A4-Blatt Papier.

Chinesische Wissenschaftler haben auf Silizium basierende Solarzellen entwickelt, die nur 50 Mikrometer dick sind und dennoch eine gute Energieumwandlungseffizienz aufweisen.

Simulation einer flexiblen Solarzelle. Foto: laremenko/iStock — Simulation einer flexiblen Solarzelle. Foto: *laremenko/iStock*

Ein Forschungsteam unter der Leitung von Experten der Jiangsu University of Science and Technology (JUST) hat Silizium-Solarzellen entwickelt, die dünner sind als ein A4-Blatt Papier, berichtete Interesting Engineering am 13. Februar. Forscher der Curtin University in Australien und des chinesischen Unternehmens LONGi Green Energy Technology trugen ebenfalls zu der neuen Studie bei.

Siliziumbasierte Solarzellen erfreuen sich zunehmender Beliebtheit. Allerdings wird diese Technologie typischerweise nur in begrenzten Anwendungsbereichen eingesetzt, beispielsweise in bodengebundenen Solarparks mit flachen, starren Paneelen. Andere Einsatzgebiete, wie etwa der Weltraum, erfordern gekrümmte Oberflächen und damit teurere Alternativtechnologien.

Solarzellen aus kristallinem Silizium besitzen eine Sandwichstruktur, bei der die Halbleiterscheibe bzw. Mittelschicht den größten Teil der Moduldicke ausmacht. In einer neuen Studie entwickelte das Forschungsteam Siliziummodule mit einer Dicke von nur 50 Mikrometern – dünner als ein DIN-A4-Blatt. Obwohl sie sich nicht wie Papier falten lassen, können Siliziummodule aufgerollt werden, was sie ideal für die Installation auf Satelliten oder für andere Weltraumanwendungen macht.

Die Herstellung dünnerer Siliziumbatterien hat noch einen weiteren Vorteil: Sie ermöglicht die Verwendung von weniger Material bei der Fertigung, wodurch Gewicht und Einsatzkosten reduziert werden.

Dünnschichtsolarzellen weisen jedoch den Nachteil eines geringeren Wirkungsgrades auf. Dies ist auch der Hauptgrund, warum sich Dünnschicht-Siliziumzellen noch nicht weit verbreitet haben. In früheren Arbeiten haben Wissenschaftler flexible Siliziumzellen mit einer Dicke von weniger als 150 Mikrometern entwickelt, die einen maximalen Wirkungsgrad von 24,7 % erreichen.

Der Wirkungsgrad (PCE) dünnerer Solarmodule muss in etwa auf diesem Niveau gehalten werden, damit die Module effizient arbeiten. In der neuen Studie gelang es dem Team, den Wirkungsgrad aller hergestellten Module mit Dicken zwischen 50 und 130 Mikrometern auf über 26 % zu steigern.

Da sich Silizium-Solarzellen beliebig biegen lassen, glaubt das Forschungsteam, dass sie in einer Vielzahl von Geräten wie Drohnen, Ballons und sogar tragbaren Smart-Geräten eingesetzt werden könnten. Derzeit konzentrieren sie sich auf die Entwicklung flexibler, hochmobiler Solarzellen, die sich wie eine Filmrolle zusammenrollen lassen.

Thu Thao (Laut Interesting Engineering )

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