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Organische Solarzellen: Zusatz sorgt für höhere Energieausbeute

Organische Solarzellen: Zusatz sorgt für höhere Energieausbeute

Amerikanische Wissenschaftler haben nun eine Möglichkeit gefunden, die Effizienz organischer Solarzellen zu erhöhen. Generell sind Solarzellen, die aus lichtaktiven Kunststoffen bestehen, flexibel und lassen sich daher auch auf Textilien, Papier oder Vorhänge anbringen – allerdings lässt der Wirkungsgrad dieser organischen Solarzellen noch zu wünschen übrig, denn sie liefern nur ein Zehntel jener Strommenge, die starre Solarzellen auf Siliziumbasis erzeugen. Den Wissenschaftlern der University of Utah in Salt Lake City ist es nun gelungen, die Effizienz der flexiblen Stromzellen um rund ein Fünftel zu steigern.

Solarstrom wird erzeugt, indem negativ geladene Elektronen von positiv geladenen Elektronenlöchern getrennt werden, wenn das Sonnenlicht auf die Solarmodule fällt. Dabei entstehen so genannte Polaronenpaare. Die Effizienz dieser Art der Stromerzeugung kann jedoch erhöht werden, indem sich die Ladungsträger, die Polaronen, nicht allzu schnell wiedervereinigen, wobei man auch von Rekombination spricht. Die Wissenschaftler haben es geschafft, diese unerwünschte Rekombination mit Hilfe eines Galvinoxyl-Radikals zu verhindern. Dieses Molekül ist ebenfalls organisch und besteht aus Kohlenstoff, Sauerstoff und Wasserstoff.

Die lichtaktiven Schichten einer organischen Solarzelle wurden mit einer geringen Menge dieses Radikals angereichert, wodurch die elektronischen Eigenschaften der negativ geladenen Elektroden beim Einfall von künstlichem Sonnenlicht verändert wurden. Der Eigendrehimpuls der Elektronen schaltete sich um, wodurch sich die negativ geladenen Elektroden nicht mehr so leicht mit positiven Elektrodenlöchern vereinigen konnten. Experten gehen davon aus, dass die Effizienz organischer Solarzellen noch weiter erhöht werden kann