Kobalt macht Solarzellen umweltfreundlicher

Kobalt macht Solarzellen umweltfreundlicher

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Forschern der Universität Basel ist es gelungen, bei kupferbasierten Farbstoffsolarzellen das seltene Iod mit dem häufiger vorkommenden Kobalt zu ersetzen. Laut Universität erhöht dies die Nachhaltigkeit solcher Zellen deutlich.
 
Farbstoffsolarzellen oder DSC (Dye-sensitized Solar Cells) verwandeln Licht in Elektrizität. Sie bestehen aus einem Halbleiter, auf dem ein Farbstoff verankert ist. Dieser fängt Sonnenlicht ein, durch einen Elektronentransferprozess entsteht elektrische Spannung. Für den Ladungstransport innerhalb der Farbstoffsolarzelle sorgen die sogenannten Elektrolyte, die üblicherweise aus Iod und Iodid bestehen. Chemikern der Universität Basel ist es gelungen, dieses iodbasierte Transportsystem in Kupfer-Farbstoffsolarzellen durch einen Kobaltkomplex zu ersetzen. Wie die Universität mitteilt, zeigten Tests, dass Kobalt die Leistung nicht mindert. Zudem ist der Einsatz von Kobalt ökologischer als von Iod: „Iod kommt als Element im Boden nur selten vor, hingegen gibt es Kobalt 50-mal häufiger“, sagt Projektleiterin Dr. Biljana Bozic-Weber. Ausserdem verbessert sich dadurch die langfristige Stabilität von DSC mit Kupferfarbstoffen, da dadurch auch ein Abbauprozess verhindert wird, bei dem die Kupferverbindungen mit dem Elektrolyt reagieren und Kupferiodid bilden.
 
Zurzeit arbeitet die Forschungsgruppe um die Basler Chemieprofessoren Ed Constable und Catherine Housecroft daran, die Leistung von Farbstoffsolarzellen mit Kupferfarbstoffen zu verbessern. Ihnen war es 2012 gelungen, das seltene Ruthenium in Solarzellen durch Kupferderivate zu ersetzen. Die erstmalige Kombination von Kupferfarbstoffen und Kobaltelektrolyten bedeute einen wichtigen Schritt in der Entwicklung von stabilen, iodfreien Solarzelle auf Kupferbasis, heisst es dazu in der Medienmitteilung. Bis die Ökosolarzelle aber flächendeckend auf den Markt kommt müssen laut Universität noch zahlreiche Effizienzaspekte behandelt werden. (mai/mgt)