Photovoltaik: Seltene Erden steigern Lichtausbeute
Um den Wirkungsgrad von Solarzellen weiter zu erhöhen, optimieren die Forscher der Light2Silicon die Einkapselungs-Materialien mit Hilfe der sogenannten up-and down-Konversion. Dabei wird das einfallende Licht so verändert, dass es in den für Solarzellen nutzbaren Energiebereich verschoben wird. Damit kann die Lichtausbeute und der Wirkungsgrad der Zelle erhöht werden. Dafür werden beispielsweise Seltenerden als Aktivator zur Anpassung optisch aktiver Glaskeramiken verwendet. Als wichtiges Ergebnis konnte Light2Silicon die Effektivität von verschiedenen Konversions-leuchtstoffen für Silizium-Solarzellen evaluieren. Bei der up-Konversion legten die Wissenschaftler das Hauptaugenmerk auf Neodym in Zirkonfluoridgläsern und darauf basierende Glaskeramiken. „Die Gruppe konnte so Neodym als bestes Material für die up-Konversion des in der Solarzelle nicht genutzten Anteils der Infrarotstrahlung identifizieren, während in der Literatur bisher meist Erbium für diesen Zweck favorisiert wurde“, fasst Lausch die Forschungsergebnisse zusammen. http://www.iwr.de/news.php?id=28019
Herstellung von Solarzellen
Laser statt Lithographie
Forscher der Uni Stuttgart haben ein neues Verfahren entwickelt, mit dem sich hochwertige Solarzellen zu deutlich niedrigeren Kosten herstellen lassen. Kern des neuen Verfahrens ist der Einsatz einer Lasertechnik.
16.02.2015, von LUKAS WEBER
„Wir schneiden mit dem Laser das Silizium auf, und die Stoffe diffundieren ein“, erklärt Werner. Überall werden Bor und Phosphor aufgebracht, dann mit dem Laser geschmolzen, strukturiert oder wieder weggebrannt, wo sie nicht gebraucht werden. Das Verfahren sei verblüffend einfach - wenn man weiß, wie es geht. Und es ist schnell. Obwohl der Laser nur einige tausendstel Millimeter schmal ist, wird er so schnell über die Oberfläche gerastert, dass er für eine Zelle weniger als zwei Sekunden braucht. Die Maschinen dazu sind auch kein Geheimnis und verfügbar, die Deutschen seien in der Lasertechnik ohnehin führend, sagt Werner. Angst, dass die kopierfreudigen Asiaten das im Institut entwickelte Verfahren abkupfern könnten, hat er trotzdem nicht. Das erste Patent geht auf das Jahr 2004 zurück, seitdem wurde weitergeforscht. „Das Silizium muss nach dem Schmelzen wieder aufwachsen“, sagt Werner. Es beim Einbrennen nicht zu beschädigen, das sei die Kunst. Die mit diesem neuen Verfahren hergestellten monokristallinen Zellen erreichen einen Wirkungsgrad von mehr als 23 Prozent. Sie liegen damit im Premiumsegment an der Spitze. „Das ist eine gute Möglichkeit für die deutschen Hersteller, am oberen Ende des Wirkungsgrades zu überleben“, sagt Werner. Dort sieht er ohnehin die Zukunft. Ein Quadratmeter Solarmodule koste etwa 75 Euro, die darin enthaltenen Siliziumscheiben etwa 25 Euro. Silizium sei damit billiger als viele Fliesen oder andere Baustoffe. Und die Module machen nur 30 bis 40 Prozent der Kosten für die gesamte Anlage aus. Deshalb spricht nichts dagegen, ein paar Euro mehr in einen höheren Wirkungsgrad zu investieren.
http://www.faz.net/aktuell/technik-motor/...ithographie-13417228.html
|
Thread abonnieren
