Durchbruch in der Solartechnik könnte die Abhängigkeit von Solarparks verringern, sagen Oxford-Physiker

Wissenschaftler der Universität Oxford haben die Solartechnologie revolutioniert, indem sie ein ultradünnes, flexibles Material entwickelt haben, das auf jeder Oberfläche Strom erzeugen kann.

Ein Team von Wissenschaftlern des Fachbereichs Physik der Universität Oxford hat eine innovative Technologie entwickelt , die die Art und Weise, wie wir Solarstrom erzeugen, zu verändern verspricht und in vielen Fällen den Bedarf an herkömmlichen Silizium-Solarzellen überflüssig macht. Die Technologie ermöglicht es, ein Solarenergie erzeugendes Material auf gewöhnliche Oberflächen wie Rucksäcke, Autos und Mobiltelefone aufzubringen.

Neues ultradünnes, flexibles Solarmaterial verspricht, die Effizienz von Silizium-Paneelen zu übertreffen

Diese Forschung wurde von Professor Henry Snaith, einem Spezialisten für erneuerbare Energien, in Zusammenarbeit mit Dr. Shuaifeng Hu, einem Postdoktoranden am Fachbereich Physik in Oxford, geleitet. Laut Dr. Hu ist das Material extrem dünn und flexibel, sodass es auf praktisch jeder Oberfläche angebracht werden kann.

Das Team von E hat eine in Oxford entwickelte Technik entwickelt, bei der mehrere Schichten von lichtabsorbierenden Materialien in einer einzigen Solarzelle übereinander angeordnet werden. Mit dieser Methode kann ein breiterer Bereich des Lichtspektrums eingefangen werden, was die Energieerzeugung mit der gleichen Menge Sonnenlicht erhöht.

Zum ersten Mal hat ein unabhängiges Institut bescheinigt, dass dieses ultradünne Material, das einen so genannten Multi-Joint-Ansatz verwendet, eine Energieeffizienz von mehr als 27 % erreicht.

Die Zertifizierung wurde vom japanischen National Institute of Advanced Science and Technology (AIST) noch vor der offiziellen Veröffentlichung der Ergebnisse erteilt.

"In nur fünf Jahren Erfahrung mit unserem Stacking- oder Multi-Junction-Ansatz ist es uns gelungen, den Wirkungsgrad der Energieumwandlung von 6 % auf über 27 % zu steigern und damit an die Grenzen der derzeitigen Monolayer-PV heranzukommen", erklärte Dr. Hu. "Wir glauben, dass diese Technik im Laufe der Zeit PV-Geräte mit einem Wirkungsgrad von über 45 % ermöglichen könnte".

Derzeit wandeln herkömmliche Sonnenkollektoren etwa 22 % der Sonnenenergie in Strom um, was bereits eine beachtliche Leistung darstellt. Die Vielseitigkeit und Leichtigkeit des neuen Materials, das etwa 150-mal dünner ist als ein Siliziumplättchen, stellt jedoch einen noch größeren Durchbruch dar. Anders als die derzeitige Photovoltaik, die in der Regel auf Siliziumplatten aufgebracht wird, kann dieses Material auf fast jeder Oberfläche verwendet werden, was es äußerst praktisch und effizient macht.

"Mit neuen Materialien, die als Beschichtungen aufgetragen werden können, haben wir gezeigt, dass wir die Leistung von Silizium wiederholen und sogar übertreffen können, während wir gleichzeitig an Flexibilität gewinnen. Dies ist von entscheidender Bedeutung, denn es eröffnet die Möglichkeit, mehr Solarstrom zu erzeugen, ohne dass so viele Siliziumplatten und spezielle Solarparks benötigt werden", sagt Dr. Junke Wang, Postdoktorandin im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen in Oxford.

Diese innovative Solartechnologie könnte das Vereinigte Königreich an die Weltspitze der grünen Energie bringen.

Jüngste Innovationen im Bereich der Solarmaterialien, die in Oxfords Laboratorien entwickelt wurden, könnten die Grundlage für eine neue Industrie bilden, die in der Lage ist, Materialien herzustellen, die Solarenergie nachhaltiger und kostengünstiger erzeugen und dabei bestehende Gebäude, Fahrzeuge und Gegenstände nutzen.

Die Veränderungen könnten mit dem Aufkommen dieser neuen Materialien erheblich sein. Die globale grüne Wirtschaft könnte aus solchen Lösungen hervorgehen.

Professor Henry Snaith wies auf das kommerzielle Potenzial dieser Entdeckung hin. Oxford PV, ein 2010 gegründetes Spin-Out-Unternehmen der Universität Oxford, hat bereits mit der Großproduktion von Perowskit-Solarzellen im Werk Brandenburg an der Havel in der Nähe von Berlin, Deutschland, begonnen. Es ist die erste Anlage der Welt, die Perowskit-Solarzellen auf Silizium in großen Mengen herstellt.

"Wir haben uns zunächst einige Standorte im Vereinigten Königreich angesehen, um mit der Produktion zu beginnen, aber die Regierung war bisher nicht in der Lage, die steuerlichen und kommerziellen Anreize zu bieten, die anderswo in Europa und den USA angeboten werden", erklärte Professor Snaith. "Bisher hat sich das Vereinigte Königreich nur auf den Bau neuer Solarparks konzentriert, aber das wirkliche Wachstum wird von der Kommerzialisierung durch Innovation kommen; wir hoffen aufrichtig, dass die neu geschaffene British Energy ihre Aufmerksamkeit auf diesen Bereich richten wird.

Professor Snaith wies auch darauf hin, dass die Bereitstellung dieser Materialien ein neuer und schnell wachsender Industriezweig in der globalen grünen Wirtschaft werden könnte . Obwohl das Vereinigte Königreich bei der wissenschaftlichen Innovation an vorderster Front steht, könnte das Land ohne neue Anreize und einen klaren Weg zur Umsetzung dieser Innovation in die Produktion die Chance verpassen, diese neue globale Industrie anzuführen.

Mit dieser Technologie ebnen die Oxford-Forscher den Weg für eine Zukunft, in der Solarenergie effizienter und kostengünstiger erzeugt werden kann, und stellen eine Lösung vor, die den Bedarf an Solarfarmen erheblich verringern könnte, da mehr alltägliche Oberflächen zur Gewinnung von Sonnenenergie genutzt werden können.