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Bild: Pixabay
Höhere Energieausbeute

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Organische Solarzellen holen mehr aus der Sonne

Eine höhere Lichtausbeute durch einen auf 77 Prozent erhöhten Füllfaktor von Solarzellen - dieser Schritt in Richtung effizientere Solarzellen gelang Forschern der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU).

„Weil die Effizienz einer organischen Solarzelle proportional zum Füllfaktor ist, war es unser Ziel, den Füllfaktor zu erhöhen und über die bisher übliche Lichternte hinauszugehen", erläutert Nicola Gasparini, federführender Doktorand an der FAU. „Das generelle Ziel ist es dabei, organische Solarzellen in der Photovoltaik als konkurrenzfähige Alternative zu fossilen Energieträgern zu entwickeln, sodass herkömmliche Siliziumzellen ersetzt werden können.

Der Füllfaktor ist der Schlüssel

Bislang ist der Füllfaktor, der den Wirkungsgrad einer Solarzelle beschreibt, jedoch noch relativ unerforscht. Je näher der Füllfaktor an den Wert 100 Prozent heranrückt, desto höher ist der Wirkungsgrad einer Solarzelle. „Wir haben 77 Prozent erreicht. Das ist ein sehr hoher Wert. Einen ähnlichen Effizienz-Faktor konnte bisher nur mit Siliziumzellen erreicht werden", freut sich Gasparini.

Gleiches Prinzip, neues Material

Wie Siliziumzellen wandeln auch organische Solarzellen Licht in Strom um. Doch gegenüber Siliziumzellen, die oft in Photovoltaikanlagen auf Hausdächern zu finden sind, bestehen organische Solarzellen aus speziellen halbleiterbasierten Polymeren sowie sogenannten Fullerenen, kohlenstoffbasierten Nanokügelchen, die aussehen wie ein Fußball.

Um die Lichtabsorption in organischen Solarzellen zu steigern, entwickelten Nicola Gasparini und seine Kollegen um Prof. Dr. Christoph Brabec vom Lehrstuhl für Materialien der Elektronik und der Energietechnologie eine Neukombination von mehreren Polymeren. Mit diesen wird das Sonnenlicht vollständig absorbiert. Den Forschern ist es erstmals gelungen, dank der Materialkombination nicht nur eine vollständige Absorption zu erreichen, sondern gleichzeitig auch die Verluste zu verringern.

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