Konzentratorzelle auf Umwegen
Neuer Ansatz spart teures Solarsilizium.
Neuer Ansatz spart teures Solarsilizium. Die farbigen Konzentratorzellen bestehen aus einem nur ein Millimeter starken Glassubstrat, auf das die Entwickler am Massachusetts Institute of Technology MIT in Cambridge, eine hauchdünne Farbstoffschicht von knapp sechs Mikrometern aufdampfen. Der Farbstoff absorbiert das Sonnenlicht selektiv, je nach Wellenlängenbereich. Die Farbstoffmoleküle streuen die Strahlung in die Glasebene hinein. Je Farbstoffschicht wurden Wirkungsgrade von 6 Prozent erzielt. Durch Aufdampfen mehrerer Farbstoffschichten für jeweils andere Wellenlängenbereiche läßt sich die Energieausbeute weiter steigern. Die Zellen kommen bisher auf einen Wirkungsgrad von 14,5 Prozent pro Konzentratorzellenfläche. Das ist vergleichbar mit herkömmlichen kristallinen Solarzellen auf Siliziumbasis, nur wesentlich kostengünstiger in der Herstellung.
Fällt Licht schräg auf die neuen Konzentratorscheiben, wird es durch Mehrfachreflektion innerhalb des Materials zu den Rändern hin abgeleitet. Die eigentlichen PV-Zellen zur Stromerzeugung müssen nur noch an den schmalen Scheibenrändern angebracht werden. Senkrecht einfallende Strahlen treten durch die Glasscheibe hindurch und können prinzipiell ebenfalls durch sekundäre Solarzellen auf der Scheibenrückseite für die Stromproduktion genutzt werden.
Die Farbstoff-Konzentratorzellen bieten gegenüber herkömmlichen Konzentratorzellen mit Linsen oder Spiegeln nicht nur Kostenvorteile: Weil sie auch bei wechselndem Einfallswinkel des Lichts arbeiten, sind sie für die Montage auf und an Gebäuden geeignet, die für die konventionelle PV-Nutzung oft nicht optimal zur Sonne ausgerichtet sind. Die neuen Zellen funktionieren gerade mit schräg einfallendem Licht am besten. Weil die Glaszellen transluzent sind, sind sie außerdem für funktionale Verglasungen an Fassaden geeignet. Zur Markteinführung der Farbstoff-Konzentratorzellen wurde am MIT bereits ein Unternehmen ausgegründet.
Eingestrahltes Licht tritt seitlich aus der Zellenscheibe