Nanokristall-Solarzellen
ETH Zürich entschlüsselt Elektronenfluss
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Erstes allgemein gültiges physikalisches Modell
Forschern an der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich ist es nun gelungen, den Elektronenfluss in solchen Zellen zu entschlüsseln. Erstmals gibt es ein allgemein gültiges physikalisches Modell. Vanessa Wood, Professorin für Materialien und Komponenten an der ETH Zürich, erklärt: »Unser Modell berücksichtigt die Auswirkung einer Änderung der Kristallgröße, des Kristallmaterials oder des molekularen Bindemittels auf den Ladungstransport.« Mit dem Modell können Wissenschaftler in Zukunft die physikalischen Vorgänge innerhalb der Nanokristall-Solarzelle besser verstehen und diese dadurch weiter optimieren.
Des Weiteren beantwortet die Forschung zu dem Modell einige offene Fragen. So konnten die Wissenschaftler experimentell beweisen, dass die Bandlücken-Energie des Nanokristall-Kompositmaterial von der Bandlücken-Energie der einzelnen Nanokristalle abhängt.
Im nächsten Schritt planen die Forscher den Wirkungsgrad dieser Solarzellen weiterhin zu optimieren. Zwar konnte dieser in den vergangenen fünf Jahren stark erhöht werden, doch selbst die besten solcher Solarzellen haben immer noch einen tiefen Wirkungsgrad: 9 % des auf die Zelle treffenden Sonnenlichts wird in elektrische Energie umgewandelt. »Um an eine kommerzielle Anwendung denken zu können, ist ein Wirkungsgrad von mindestens 15 % nötig«, erklärt Wood. Die Arbeit ihrer Forschungsgruppe könnte nun helfen, den Elektronenfluss in den Zellen und aus den Zellen heraus zu erhöhen, somit mehr Strom herzustellen und damit den Wirkungsgrad zu erhöhen.
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