Endlich: Fenster, die Energie liefern!

Die Technologie der organischen photovoltaischen Zellen ist vielversprechend. Diese Zellen haben jedoch eine unzureichende Lebenserwartung. Forscher haben möglicherweise einen Weg gefunden, ihre Wirksamkeit auf 30 Jahre zu verlängern.

Solarzellen auf dem Dach sind in Ordnung. Aber wenn man sie mit Photovoltaik-Paneelen an den Fenstern verdoppelt, ist es noch besser. Das Problem ist, dass Silizium nicht transparent ist. Deshalb haben Forscher andere Materialien erforscht, die die Sonnenenergie auffangen können. Organische Materialien. Und einige von ihnen erweisen sich als recht wirksam.

Solarzellen, die auf so genannten Nicht-Fulleren-Akzeptoren basieren – Fullerene sind Moleküle, die aus vielen Kohlenstoffatomen bestehen – und die Schwefel enthalten, erreichen Wirkungsgrade von 18 %. So hoch wie Siliziumzellen. Leider haben sie eine kurze Lebensdauer.

Doch die Arbeit eines internationalen Teams könnte dies ändern. Die Forscher erklären nun, dass Nicht-Fulleren-Akzeptoren schwache Bindungen enthalten, die unter der Einwirkung von Photonen, insbesondere von ultravioletten Photonen der Sonne, leicht dissoziieren.

Schützende Schichten

Um dem entgegenzuwirken, fügten die Forscher eine Schicht aus Zinkoxid – ein Bestandteil, der auch in Sonnenschutzmitteln enthalten ist – auf der der Sonne ausgesetzten Seite der Platte hinzu. Um zu verhindern, dass es den Lichtabsorber schwächt, fügten die Forscher eine Pufferschicht aus Kohlenstoffmaterial hinzu. Und eine weitere Pufferschicht aus Fulleren auf der Elektrodenseite.

Spätere Tests ergaben, dass solche photovoltaischen Solarzellen auch nach 30 Jahren noch mit 80 % ihres maximalen Wirkungsgrads arbeiten. Bevor sie jedoch in unseren Fenstern eingesetzt werden können, müssen die Forscher ihre Transparenz verbessern. Heute sind es nur 40 % – angestrebt werden 60 %. Und sie hoffen, ihre Effizienz von 10 % auf 15 % steigern zu können. Und das alles bei relativ niedrigen Herstellungskosten.

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Urhebender Autor: Nathalie Mayer