Photovoltaik: IPHT-Wissenschaftler stellen dem Licht ideale Fallen

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Die Entwicklung neuer und kostengünstiger Nanomaterialien für Solarzellen mit hohem Wirkungsgrad ist das Ziel eines neuen vom Institut für Photonische Technologien (IPHT; Jena) koordinierten EU- Projektes mit Partnern aus Deutschland, der Schweiz, Österreich, Ungarn, Finnland, Slowenien und den USA. Das Projekt ROD_SOL (rods for novel solar cells) unter der Leitung von PD Dr. Silke Christiansen wird von der Europäischen Union mit 2,9 Millionen Euro gefördert. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung und Optimierung von Silizium Nanorods (Säulen aus Silizium, deren Durchmesser etwa dem 70.000sten Teil der Dicke eines menschlichen Haares entspricht) auf preisgünstigen Substraten wie Glas oder Kunststofffolien. Diese Nanorods dienen als nahezu ideale „Lichtfallen“ für die Energiewandlung von Licht in Solarstrom.
Das IPHT ist maßgebend an allen Arbeitspaketen der Materialherstellung, Materialintegration in Solarzellen-Konzepte sowie Material- und Bauelementecharakterisierung beteiligt. Nach S-PULSE, Photonics4Life, High-EF und FIBLYS ist ROD_SOL das fünfte Projekt, das im Rahmen des 7. europäischen Forschungsrahmenprogramms am IPHT koordiniert wird. Drei dieser Projekte sind von Dr. Christiansen eingeworben worden und laufen unter ihrer Leitung oder unter der von PD Dr. Fritz Falk. Am 21.Januar findet beim Industriepartner Aixtron AG in Aachen die Auftaktveranstaltung des EU-Projektes statt.

Nano-Säulen sollen Wirkungsgrad von Dünnschicht-Solarzellen auf über 15 % steigern
In Zeiten steigender Rohstoffpreise ist es notwendig, kostengünstige erneuerbare Energiequellen zu entwickeln. „Die Photovoltaik ist da ein wichtiges Standbein, da Sonnenenergie in nahezu unbegrenzter Menge zur Verfügung steht“ betont Arbeitsgruppenleiterin Christiansen. Mit den bisher hauptsächlich verwendeten Solarzellen (so genannten Siliziumwaferzellen) kann großtechnisch ein Wirkungsgrad von mehr als 18 Prozent erreicht werden. Allerdings erfordert die Herstellung solcher Waferzellen selbst einen hohen Energie- und Materialeinsatz. Im Rahmen von ROD_SOL will nun ein Konsortium aus Industrie und Forschungsinstituten den Weg in eine künftige Produktion von neuen, kostengünstigeren und energieeffizienteren Dünnschicht-Solarzellen bereiten. Mit Nanorod- Schichten von nur wenigen tausendstel Millimetern „Dicke“ könne die Effizienz von heute rund 10 Prozent auf mehr als 15 Prozent gesteigert werden, wenn das Material entsprechend optimiert wird, erläutert Physikerin Christiansen.

Weltweite Kooperation zur Optimierung der Nanorod-basierten Solarzelle
Forscher der maßgeblichen europäischen Arbeitsgruppen auf dem Gebiet der Materialwissenschaften sowie eine der weltweit führenden Gruppen auf dem Gebiet der Nano-Photonik, Plasmonik und Photovoltaik aus den USA wollen in den nächsten drei Jahren an der Entwicklung und Optimierung der Nanorod-basierten Solarzelle arbeiten. So ist zum Beispiel der Durchmesser der Silizium-Nanorods entscheidend für die Effizienz der Lichtabsorption. Des Weiteren ist die Umsetzung in technisch realisierbare Solarzellen-Konzepte ein wesentliches Thema der gemeinsamen Arbeit.

Weitere Informationen unter http://www.ipht-jena.de

20.01.2009 | Quelle: Institut für Photonische Technologien ( IPHT), Jena | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH

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