Silizium-Nanodrähte erhöhen Solarzellen-Wirkungsgrad
Das US-Start-up Bandgap Engineering will mit einem neuen Modulaufbau deutlich mehr elektrische Energie aus dem Sonnenlicht holen.
Der Solarindustrie geht es derzeit nicht sonderlich gut. Gekürzte Subventionen, Umsatzeinbrüche, Insolvenzen: Eine schlechte Nachricht jagt die andere. Sollte die Industrie aus diesem Tal wieder herauskommen, könnte sie allerdings die Gelegenheit nutzen, auf neue, noch effizientere Technologien umzurüsten. So entwickelt das US-Start-up Bandgap Engineering eine Solarzelle aus Nanodrähten, die bei gleichen Abmessungen bis zu doppelt so viel Leistung bringt wie herkömmliche Zellen, berichtet Technology Review in seiner Online-Ausgabe.
Eine erste, einfache Version dieser Technologie will das Unternehmen in Kürze auf den Markt bringen. Die Zellen ließen sich bereits mit den heutigen Anlagen produzieren, lockt Bandgap potenzielle Hersteller. Das Start-up will ein verbreitetes Problem heutiger Solarzellen angehen: Zu viele Lichtteilchen passieren das Silizium ohne Absorption – oder ihre Energie ist zu gering, um in dem Halbleitermaterial Elektronen in Bewegung zu setzen. Bei herkömmlichen Zellen gehen so bis zu 85 Prozent des einfallenden Sonnenlichts verloren.
Anstatt einen durchgehenden Siliziumkristall zu verwenden, setzt Bandgap Engineering auf Wälder aus aufragenden Nanodrähten. Photonen, die nicht gleich absorbiert werden, ändern mittels Beugung an den Drähten ihre Richtung im Siliziumwald und können so vielleicht im zweiten oder dritten Versuch eingefangen werden.
Das ist aber nur ein Teil der Verbesserung. Macht man die Nanodrähte in ihrer Form möglichst identisch und formt ihre Kristallgitter so, dass die Atome in gezielt ausgerichteten Ebenen liegen, lassen sich die elektronischen Eigenschaften des Siliziums verändern. Die so genannte Bandlücke (englisch: Bandgap) könnten auch Elektronen überwinden, die von energieärmeren Photonen angeregt werden.
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(bsc)
