Solar: Höhere Effizienz mit Quantenpunkten

40 Prozent Effizienzgewinn mit Tandemstrukturen möglich. Ziel sind billige Zellen mit etwa 17 Prozent Wirkungsgrad. Marktreife vielleicht schon in zehn Jahren.
Kategorie:
09.11.2008

Die dritte Generation Solarzellen muss die Vorteile von kristalliner Wafer- und von Dünnschichttechnologie miteinander vereinen. Davon ist Martin Green, Forschungsleiter des Centre of Excellence for Advanced Silicon Photovoltaics and Photonics der University of New South Wales in Sydney, überzeugt. In einem Interview der photovoltaik (Ausgabe 11/2008, Erscheinungstermin 30. Oktober 2008) stellt er seine neusten Forschungsergebnisse vor und erklärt, warum man mit Quantenpunkt-Tandemstrukturen im Vergleich zu Dünnschichttechnologien rund 40 Prozent Effizienzgewinn erreichen könnte bei ähnlichen Produktionsmethoden mit ähnlich niedrigen Kosten.

 

Eine Quantenpunkt-Tandemzelle entsteht, indem man Schichten zum Beispiel aus Siliziumdioxid auf eine Siliziumzelle aufträgt und in jede zweite Schicht einen Überschuss von Silizium gibt. Heizt man die Schichten auf, entstehen im Siliziumdioxid kleine Siliziumkugeln, die sogenannten Quantenpunkte. Der Vorteil dieser Technologie: Über die Größe der Quantenpunkte lässt sich die Quantenpunktzelle auf den Spektralbereich optimieren, den sie in einer gut funktionierenden Stapelzelle benötigt, um insgesamt einen möglichst hohen Wirkungsgrad zu bekommen. "Es zeigt sich, dass - wenn man unendlich viele Zellen aus unterschiedlichem Material aufeinander stapeln würde - die limitierte Effizienz im Prinzip bei 68 Prozent liegt." Green rechnet allerdings nicht damit, dass sich die ganzen 68 Prozent auch realisieren lassen. In realen Zellen in etwa 20 Jahren würden wohl um die 30 Prozent Wirkungsgrad möglich sein, wenn man Stapel aus Quantenpunktzellen nutzt. Der Anfang wird ein Stapel aus zwei Zellen sein. Mit diesen Dritte-Generation-Tandemzellen will Green dann bereits um die 17 Prozent Wirkungsgrad erreichen.

 

Allerdings wird es noch dauern, bis die neue Technologie wirklich Marktreife erlangt: "Wir vermuten, dass wir noch fünf Jahre forschen müssen, bis wir beginnen wollen, mit Unternehmen zusammenzuarbeiten, die diese Idee kommerziell verwenden wollen. Und die Unternehmen werden dann wohl auch noch fünf Jahre benötigen, um ein Produkt zu entwickeln", sagte der Solarforscher der photovoltaik. "Wir sagen deshalb oft, dass wir an Technologien für 2020 arbeiten."

 

 

Das komplette Interview „ Deutschland ist Weltspitze in PV“ hier





« zurück

Drucken Seite drucken