Die Effizienz von Photovoltaik-Anlagen ist mit etwa 20 Prozent gegenüber anderen Energiequellen noch eher gering. 80 Prozent der Energie des Sonnenlichts gehen aus den vielfältigsten Gründen noch verloren. Die Wissenschaftler am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben nun eine unkonventionelle Methode vorgeschlagen, um die Effizienz von Solarzellen und Solarmodulen zu steigern. Optische Tarnkappen sollen das Sonnenlicht um Objekte leiten, wie etwa die Kontakte zur Stromabfuhr, die eigentlich einen Schatten auf das Solarmodul werfen, was die Effizienz der gesamten Zelle senkt.
„Unsere Modellexperimente haben gezeigt, dass die Tarnschicht die Kontaktfinger fast vollständig unsichtbar macht“, sagt Doktorand Martin Schumann vom Institut für Angewandte Physik am KIT, der die Experimente und Simulationen durchgeführt hat.
Das eigentliche Ziel der Tarnkappen-Forschung ist, Objekte unsichtbar zu machen, indem man das Licht um die zu tarnende Objekte herumleitet. Bei dem Forschungsprojekt des KIT ging es nun darum, das umgeleitete Licht auf die aktiven Flächen der Solarzellen zu bringen und damit den Wirkungsgrad zu steigern.
Zum Vorgehen der Wissenschaftler erklärte das Karlsruher Institut, dass zwei Möglichkeiten untersucht worden seien. Bei beiden Verfahren werde auf die Solarzelle eine Polymerschicht aufgebracht. Diese müssten exakt berechnete optische Eigenschaften besitzen, nämlich entweder einen Brechungsindex, der vom Ort abhängt, oder eine spezielle Oberflächenform. Das letztere Konzept sei besonders vielversprechend, da es sich potenziell auch kostengünstig in die Massenproduktion von Solarzellen integrieren lasse. Die Oberfläche der Tarnschicht weise Rillen auf, die entlang der Kontaktfinger ausgerichtet seien. Das einfallende Licht werde damit von den Kontaktfingern weg gebrochen und treffe schließlich auf die aktive Fläche der Solarzelle. Beide Konzepte seien geeignet, die Kontaktfinger zu tarnen, hieß es beim KIT weiter.
Im nächsten Schritt wollen die Wissenschaftler nun die Tarnschicht auf die Solarzelle aufbringen und die tatsächliche Effizienzsteigerung bestimmen. Sie rechnen mit Effizienzsteigerungen um bis zu zehn Prozent. Physiker des KIT um den Leiter des Forschungsprojekts Carsten Rockstuhl haben gemeinsam mit Partnern aus Aachen, Freiburg, Halle, Jena und Jülich die am KIT entworfene optische Tarnkappe weiterentwickelt. (Sandra Enkhardt)
Dieser Inhalt ist urheberrechtlich geschützt und darf nicht kopiert werden. Wenn Sie mit uns kooperieren und Inhalte von uns teilweise nutzen wollen, nehmen Sie bitte Kontakt auf: redaktion@pv-magazine.com.
Mit dem Absenden dieses Formulars stimmen Sie zu, dass das pv magazine Ihre Daten für die Veröffentlichung Ihres Kommentars verwendet.
Ihre persönlichen Daten werden nur zum Zwecke der Spam-Filterung an Dritte weitergegeben oder wenn dies für die technische Wartung der Website notwendig ist. Eine darüber hinausgehende Weitergabe an Dritte findet nicht statt, es sei denn, dies ist aufgrund anwendbarer Datenschutzbestimmungen gerechtfertigt oder ist die pv magazine gesetzlich dazu verpflichtet.
Sie können diese Einwilligung jederzeit mit Wirkung für die Zukunft widerrufen. In diesem Fall werden Ihre personenbezogenen Daten unverzüglich gelöscht. Andernfalls werden Ihre Daten gelöscht, wenn das pv magazine Ihre Anfrage bearbeitet oder der Zweck der Datenspeicherung erfüllt ist.
Weitere Informationen zum Datenschutz finden Sie in unserer Datenschutzerklärung.