19,3 Prozent: Durchbruch bei durchsichtigen Kunststoff-Solarzellen
Zuletzt waren es eher europäische Forscher:innen, die mit Durchbrüchen bei neuartigen Solarzellen auf Perwoskit-Basis auf sich aufmerksam machten und den Wirkungsgrad der Zukunftstechnologie auf zuletzt 32,5 Prozent hochtrieben. Nun melden sich Wissenschaftler:innen rund um Li Gang, Professor für Energy Conversion Technology und Chung, Sze-Yen, Professor für Erneuerbare Energien von der Hong Kong Polytechnic University (PolyU) mit Aufsehen erregenden Forschungsergebnissen.
Denn sie haben es geschafft, organische Solarzellen (OSCs), auch bekannt als Polymersolarzellen, auf einen Wirkungsgrad von 19,31 Prozent zu bringen. Der bisherige Rekord bei dieser speziellen Technologie für Photovoltaik liegt bei 18 Prozent; durch die Erfindung eines neuen Verfahrens – dabei werden die Kristallisationsdynamik und der Energieverlust optimiert – konnten die Teams den neuen Weltrekord, der auch im renommierten Wissenschaftsmagazin Nature dokumentiert wurde, erreichen. Das Forschungsteam benötigte etwa zwei Jahre, um eine nicht-monotone ISM-Strategie zur Steigerung der OSC-Effizienz und zur Verringerung der nicht-strahlenden Rekombinationsverluste zu entwickeln.
Transparent, dehnbar, flexibel und mit vielen Farben
Was bedeutet der Durchbruch nun? OSCs haben gegenüber anderen Bauweisen von Solarzellen, die meist auf Silizium basieren, den Vorteil, dass sie aus günstigem organischen Material hergestellt können. Dafür können Kohlenwasserstoff-Verbindungen, also Kunststoff, verwendet werden, und auch die Produktion ist vielseitiger – deswegen werden sie auch Polymer-Solarzellen genannt. Andere Solarzellen wie die heute weit verbreiteten Silizium-Zellen oder die neueren Tandem-Zellen aus Perowskit und Silizium sind wegen der verwendeten Rohstoffe teurer – haben aber wie oben erwähnt auch eine höhere Energieausbeute von aktuell bis zu 32,5 Prozent.
„Die neue Erkenntnis wird die OSC-Forschung zu einem spannenden Feld machen, und dies wird wahrscheinlich enorme Möglichkeiten für Anwendungen wie tragbare Elektronik und gebäudeintegrierte PV schaffen“, so Professor Li zu den neuen Erkenntnissen. Die kostengünstige Single-Junction-OSCs hätten auch weitere Vorteile, darunter Flexibilität, Transparenz, Dehnbarkeit, geringes Gewicht und abstimmbare Farbe. Das sind allesamt Voraussetzungen, um Solarzellen auf jede denkbare und sinnvolle Außenfläche anzubringen.
Durchbruch bei Solarzellen bringt Wirkungsgrad über die 30%-Barriere
