Letzte Aktualisierung: 22.04.2012

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Photochemische Hochkonversion könnte Wirkungsgrad von Solarzellen auf 40 Prozent steigern

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Preiswerte Solarzellen könnten bald einen Wirkungsgrad von unglaublichen 40 Prozent erreichen: Mit der Unterstützung des Australian Solar Institute hat Tim Schmidt, Professor an der Fakultät für Chemie, University of Sydney, zusammen mit dem Hemholtz Zentrum Berlin für Materialien und Energie eine photochemische Hochkonversion entwickelt. Diese ermöglicht die Umwandlung von Energie, die in Solarzellen normalerweise verloren geht.

Durch eine photochemische Hochkonversion könnte Solarenergie in Strom umgewandelt werden, die sonst verloren gegangen wäre. Der Wirkungsgrad von Solarzellen könnte so auf 40 Prozent gesteigert werden. (Foto: energie-experten.org)

Durch eine photochemische Hochkonversion könnte Solarenergie in Strom umgewandelt werden, die sonst verloren gegangen wäre. Der Wirkungsgrad von Solarzellen könnte so auf 40 Prozent gesteigert werden. (Foto: energie-experten.org)

Professor Schmidt zufolge macht die Technik der Hochkonversion eine teure Neuentwicklung von Solarzellen überflüssig. Denn bei dieser Technik wird der Teil des Solarspektrums gebündelt, der von den Solarzellen bislang nicht genutzt wurde. "Wir können den Wirkungsgrad steigern, indem wir zwei energiearme rote Photonen in der Zelle zu einem energiereichen gelben Photon verschmelzen. Gelbe Photonen können Licht einfangen, das wiederum in Strom umgewandelt werden kann", erklärte Professor Schmidt. "Wir wissen nun, dass wir den Wirkungsgrad einer Solarzelle durch Hochkonversion erheblich steigern könnten. Zwar ist zum jetzigen Zeitpunkt noch viel Forschungsarbeit zu leisten, aber wir sind auf dem richtigen Weg."

Rund 20 Prozent der auf eine Solarzelle eingestrahlten Energie können nicht genutzt werden, weil im Sonnenspektrum auch Photonen enthalten sind, deren Energie unterhalb der Bandlücke der Solarzelle liegt. Diese Photonen passieren die Solarzelle ungenutzt. Ihre Energie kann jedoch genutzt werden, wenn mehrere solcher Photonen in ein Photon mit einer Energie oberhalb der Bandlücke der Solarzelle umgewandelt werden. Die photochemische Hochkonversion nutzt dazu Substanzen mit speziellen lumineszenten Eigenschaften. Diese absorbieren im gesamten oder einem Teil des Spektralbereichs zwischen Bandlücke und Absorptionsbereich des Hochkonverters und emittieren Strahlung bei einer Wellenlänge, die von dem hochkonvertierenden Material zur Hochkonversion genutzt werden kann.

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