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Forscher entwickeln neue Materialien für Dünnschicht-Solarzellen

Kesterit-Kristall. Kesterit gehört zur Mineralklasse der Sulfide und Sulfosalze
Kesterit-Kristall. Kesterit gehört zur Mineralklasse der Sulfide und Sulfosalze

Silizium für Solarzellen könnte in Europa künftig knapp werden, deswegen braucht es eine Alternative: Neuartige Dünnschicht-Solarzellen stehen im Zentrum des internationalen Forschungsprojekts „Starcell“, an dem auch Physiker der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) mitarbeiten.

Die Dünnschicht-Solarzelle soll aus ungiftigen und breit verfügbaren Alternativen bestehen. Eine entscheidende Rolle spielt dabei Kesterit, das seit den 2000-er Jahren intensiv erforscht wird.

 

Laborwirkungsgrad der Solarzellen liegt derzeit bei 13 Prozent

„In der Vergangenheit hat die Entwicklung neuer Solarzellen bis zur technologischen Anwendung mehrere Jahrzehnte gedauert“, sagt Prof. Dr. Roland Scheer vom Institut für Physik der MLU. Seine Arbeitsgruppe erforscht seit Langem Kesterit als möglichen Baustoff für Solarzellen. Nun sollen die Grundlagen geschaffen werden, um die Kesterit-Solarzellen schneller in den Markt einführen zu können.

Dafür müssten aber noch einige Hürden überwunden werden, so Scheer: „Der Laborwirkungsgrad dieser Solarzellen liegt derzeit bei 13 Prozent – das ist noch viel zu wenig für den industriellen Einsatz. Hier wären mindestens 18 Prozent nötig.“ Außerdem müssten die Materialeigenschaften des Stoffes noch weiter erforscht werden, um gezielte Veränderungen vornehmen zu können.

 

Kesterit-Kristalle wachsen im Labor

In der Fachgruppe Photovoltaik betreiben Scheer und seine Mitarbeiter Grundlagenforschung auf diesem Gebiet: Sie lassen Kesterit-Kristalle im Labor wachsen und untersuchen diesen Prozess mit modernen Röntgenmaschinen in Echtzeit. Dabei lässt sich die Struktur und Zusammensetzung der Kristalle steuern, erforschen und optimieren.

Insgesamt 15 Forschungseinrichtungen und Universitäten aus Europa, Asien und den USA arbeiten gemeinsam in dem Millionenprojekt.

Die EU fördert das Projekt, das unter Federführung des katalonischen Instituts für Energieforschung steht, drei Jahre mit rund 4,8 Millionen Euro. Davon fließen rund 380.000 Euro an die MLU. Die Mittel stammen aus dem EU-Rahmenprogramm für Forschung und Innovation „Horizon 2020“.

 

10.01.2017 | Quelle: Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg; Bild: Wikimedia/Robert Lavinsky | solarserver.de © Heindl Server GmbH

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