Solarzellen: hauchdünn aber effizient

Solarzellen: hauchdünn aber effizient

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Wissenschaftler der Eidgenössischen Forschungsanstalt (Empa) in Dübendorf haben ihren eigenen Weltrekord übertrumpft. Und zwar bei der Effizienz von flexiblen oder vielmehr folienartigen Solarzellen auf Cadmiumtelluridbasis (CdTe).
 
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100-mal dünner und 200-mal leichter als das Glas und leistungsfähig: die folienartigen Solarzellen der Empa-Wissenschaftler.
 
Das Empa-Labor für Dünnfilme und Photovoltaik ist auf die Entwicklung hocheffizienter Dünnschicht-Solarzellen spezialisiert: Dem Forschungsteam um Ayodhya N. Tiwari gelang es, den Wirkungsgrad der Energieumwandlung von flexiblen Solarzellen auf Cadmiumtelluridbasis (CdTe) auf 13,8 Prozent zu steigern und so ihren eigenen Weltrekord von bisher 12,6 Prozent zu schlagen. Damit erreichen flexible, leichte CdTe-Solarzellen so nun beinahe den Wirkungsgrad schwerer CdTe-Zellen auf Glas.
 
Die Kapton-Polyimidfolie, die eingesetzt wird, ist mehr als 100-mal dünner und 200-mal leichter als das Glas, das in Photovoltaik-Anlagen verwendet wird. Die Vorteile gegenüber bisherigen Installationen sind gross: Die Herstellung ist kostengünstig und Anwendungs-Spektrum ist wegen der Biegsamkeit und des geringen Gewichtes sehr breit. Laut Robert G. Schmidt von DuPont Circuit & Packaging Materials können leichte, flexible Module auf Folienbasis für den Transport einfach aufgerollt und an ihren Einsatzort getragen werden - im Gegensatz zu schweren, zerbrechlichen Glasmodulen, die auf grossen Lastwagen transportiert und für die Installation mit einem Kran aufs Dach gehoben werden müssen. DuPont sieht in den von der Empa erzielten Effizienzsteigerungen ein grosses Potenzial, weil es flexible Gestaltungsmöglichkeiten bietet.
 
Gemäss Professor Tiwari war es entscheidend, eine Folie zu finden, die sowohl transparent ist und als auch hohen Prozesstemperaturen widersteht. Die farblose Polyimidfolie vereint beide Eigenschaften. "Die neue, farblose Polyimidfolie vereint nun beide Eigenschaften und ermöglichte es uns, unseren bisherigen Weltrekord in Konversionseffizienz flexibler Solarzellen zu überbieten.", so Tiwari. (mai/mgt)