10/03/2014 - Siliziumzellen, die Infrarotstrahlung der Sonne erfassen können

Menéame

Die Sonne ist eine unerschöpfliche Energiequelle, die viele der gegenwärtigen Energieprobleme lösen könnte. Das Gerät, das die Umwandlung von Sonnenlicht in Elektrizität durchführen kann, ist die Photovoltaikzelle, die allgemein als Solarzelle bekannt ist.

Es gibt jedoch eine Reihe von Hindernissen, die eine breitere Nutzung der Daten verhindern, u. a. durch relativ hohe Kosten (in der Größenordnung von 20 Cent je produziertem Watt) und Niedrige Effizienz, unter 17%. Das heißt, von jedem Watt, den wir von der Sonne erhalten, nutzen wir nur einen kleinen Teil: die 0,17 Watt, die dem sichtbaren Spektrum entsprechen.

Der Grund für die geringe Effizienz konventioneller Photovoltaikzellen liegt darin, dass die Ausgangsmaterialien für ihre Herstellung, wie z. B. Silicium, können nur einen kleinen Teil des Sonnenspektrums absorbieren und nutzen. Der Rest der Sonnenstrahlung, die der Infrarotzone entspricht, wird nicht genutzt und verloren.

Siliziumzellen (Quelle: CSIC)

Infrarotstrahlung erfassen und transformieren

"Nach drei Jahren Arbeit hat unser Forschungsteam ein neues Konzept der Silizium-Solarzelle entwickelt, das auch die Infrarotstrahlung der Sonne erfassen und in Elektrizität umwandeln kann," erklärt der Forscher des CSIC Francisco Megueguer vom Institut für Materialwissenschaft in Madrid.

Der Forscher des CSIC und der Universitat Politètecnica de Catalunya, Moisés Garín, fügte hinzu: "Wir haben Photovoltaikzellen auf kugelförmigen Silizium-Mikrokathoden erschaffen, in denen Infrarotlicht eingeklemmt ist und sich im Inneren dreht, bis es in Elektrizität umgewandelt wird."

Diese Arbeit, an der sich auch andere Gruppen des CSIC, der Universitat Politètecnica deValència, der Universität Politèctica de Catalunya und der Universität Rovira i Virgili in Tarragona beteiligt haben, stellt einen neuen wissenschaftlichen Ansatz dar, um in Zukunft Hochleistungsvoltaikzellen entwickeln zu können.

Ref.

M. Garín, R. Phenolase, R. Alcubilla, L. Shi, L.F. Marsal und F. Meguer.All-silicon spherical-Mie-resonator photodiode with spectral response in the infrared region. Nature CommunicationsDOI:10.1038/ncomms4440

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Quelle und Bild: CSIC

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