Neuartige Solarzelle für das All soll viel effizienter sein

Schwedische Physiker*innen der Lund University haben kleine, Sonnenstrahlen sammelnde Antennen entwickelt, die die Silikon-Solarzellen im All bald ablösen oder ergänzen könnten. Vor wenigen Tagen wurden sie laut einer Presseaussendung der Universität ins All geschickt, um dort auf einem Forschungssatelliten getestet zu werden. Sie sollen im absoluten Idealfall die Effizienz der Solarzellen stark vergrößern, heißt es seitens der Forscher*innen.

Verschiedene Materialien

Die Forscher*innen aus Lund haben eine einzigartige Methode entwickelt, bei der sie extrem dünne Stäbchen aus halbleitendem Material auf einem Substrat entwickeln. Die kleinen Nanodrähte sollen dabei sehr leicht sein. Es wurden verschiedene Materialien verwendet, die auf unterschiedliche Wellenlängen des Sonnenlichts reagieren. Damit passen sie - zumindest in der Theorie - besser zum Sonnenspektrum als die bisher eingesetzten Silizium-Solarzellen.

Die in den Nanodrähten verwendeten Materialien sind Indium, Arsen, Gallium und Phosphor. Mit diesen Materialien konnten die Wissenschaftler*innen laut eigenen Angaben einen Wirkungsgrad von 16,7 Prozent erreichen. Sie glauben aber, dass diese bei gleicher Struktur auf etwa 47 Prozent steigen könnte. Damit solll bei den sogenannten „Tandemsolarzellen“ der Wirkungsgrad verbessert werden. Die Tests im All müssen zeigen, um wieviel genau.

Zu diesem Zweck wurden die Tandemsolarzellen an einem Forschungssatelliten angebracht, der erst kürzlich vom California Institute of Technology ins All gebracht worden war. Der Satellit wird im Frühjahr im Orbit sein, und die Wissenschaftler*innen rechnen damit, dass sie kontinuierlich Daten über die Leistung ihrer Nanodrähte erhalten werden.

Kosten werden gesenkt

"Silizium-Solarzellen haben bald ihre maximale Effizienzgrenze erreicht. Daher hat sich der Fokus nun auf die Entwicklung von Tandemsolarzellen verlagert", sagt Borgström. Bei den Tandemsolarzellen ist eine geringere Menge an Material pro Flächeneinheit notwendig, was die Kosten senkt.

Die Forscher*innen haben insgesamt mehr als 10 Jahre daran gearbeitet, die Nanodrähte zu entwickeln, erklärte Magnus Borgström, Physik-Professor an der Uni, der die Publikation mit den forschenden Studierenden im Nano Research Journal veröffentlicht hat.