18. Juni 2024
Neue Solarmodule: Mehr Strom bei geringeren Kosten

Wissenschaftler der University of Surrey haben eine neue Art von Solarpanel entwickelt, das mehr Strom mit höherer Effizienz – und zu 70 % niedrigeren Kosten – als bestehende Solarmodule erzeugen kann.

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Photovoltaik ist aus unserer heutigen Zeit nicht mehr wegzudenken. Im Gegenteil: Ohne Photovoltaik wird die Energiewende nicht klappen, werden die Klimaziele nicht erreicht werden. Und auch, wenn es nach wie vor politische, verwaltungstechnische und gesellschaftliche Hürden gibt: Die Anzahl der PV-Anlagen wächst unaufhörlich. Mit der wachsenden Bedeutung (und der Verbreitung) von privater und öffentlicher PV steigt auch die Intensität der Suche nach effizienteren sowie günstigeren Materialien für Solaranlagen. Wissenschaftler der University of Surrey haben nun gemeinsam mit Kollegen der University of Cambridge, der Chinesischen Akademie der Wissenschaften sowie der Universität für Elektrotechnik und Elektronik Xi’an und der Zhengzhou-Universität einen wichtigen Schritt in Richtung Effizienz getan. Gemeinsam entwickelten die Forscher eine neuartige bifaziale Solarzelle. Sprich: die Zelle ist auf beiden Seiten photoelektrisch aktiv („bifazial“ bedeutet aus dem Lateinischen übersetzt wörtlich „zweigesichtig“). Dies bedeutet, Photonen können auch auf ihrer Rückseite eindringen, Sonnenenergie kann auch hier verwertet werden.

Ultradünne Lösung

Das Surrey-Forschungsteam verwendete für sein Projekt auf beiden Seiten der Perowskit-Einschichtzelle einwandige Kohlenstoffnanoröhren mit einem Durchmesser von 2,2 Nanometern. Zum Vergleich: Ein Strang menschlicher DNA ist dicker als eine dieser Röhren; um die Dicke eines Blatts Papier zu erreichen, müsste man in etwa 45.000 Nanoröhren übereinander stapeln.

Die bifazialen Paneele konnten über 36 Milliwatt (mW) Strom pro Quadratzentimeter erzeugen, wobei das hintere Panel fast 97 Prozent der Leistung des vorderen Panels erreichte. Bei den meisten bifazialen Panels, die derzeit auf dem Markt sind, liegt dieser Wert bei 75 bis 95 Prozent.

University of Surrey: Günstige Solarzellen

„Unsere bifazialen Zellen können Sonnenlicht sowohl auf der Vorder- als auch auf der Rückseite aufnehmen. Dadurch wird mehr Energie erzeugt und es kommt weniger darauf an, in welchem ​​Winkel das Licht auf sie trifft“, so Dr. Jing Zhang, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Advanced Technology Institute in Surrey. „Die verwendeten Kohlenstoffnanoröhren sind gute Leiter. Sie haben das Potenzial, sauberen Strom für Millionen von Menschen zugänglich zu machen – und wir freuen uns darauf, zu sehen, wie unsere Erfindung genutzt wird.“

Abbau von Hürden

Professor Ravi Silva, Director am Advanced Technology Institute, ergänzte: „Ohne Solarenergie kann die Welt nicht dekarbonisiert werden. Dafür ist jedoch viel mehr an kostengünstiger Solarenergie erforderlich, als derzeit verfügbar ist. Paneele, die die Sonnenenergie auf beiden Seiten absorbieren können, sind eine hervorragende Möglichkeit, diese Technologie billiger zu machen. Wir haben bisher wohl die effizienteste Einschicht-Solarzelle hergestellt. Die Herstellung unserer Module kostet 70 Prozent weniger als ein handelsübliches, monofaziales Solarpanel. Dies könnte den Markt erheblich verändern und den Bau der notwendigen Anlagen auf Basis von Perowskit-Solarzellen vereinfachen.“

Auch in Großbritannien müssen allerdings laufend bürokratische und (lokal)politische Hürden zum Ausbau von Solarenergie überwunden werden. Diese, so Professor Silva, muss jedoch „ein gewichtiger Teil der Lösung sein. Gesetze zur Errichtung von Großanlagen, zur Herstellung der Module und für Solarparks sollten beschleunigt werden. Derzeit stecken Solaranlagen hinter zu vielen Hürden fest – von der Baugenehmigung bis hin zu langen Wartezeiten auf den Netzanschluss.“ Man habe nicht mehr die Zeit, zuzulassen, dass endlose Bürokratie Großbritannien im wahrsten Sinn des Wortes in den Schatten stelle, so Silva. „Der Preis dafür ist nicht nur Klimaneutralität. Hier wird Solartechnologie entwickelt – neue, billige Perowskit-Solarzellen, die an britischen Universitäten entwickelt wurden und auch in Großbritannien hergestellt werden können. Mit dem Engagement der Regierung, einer Lockerung der Bürokratie und dem richtigen politischen Willen könnte die Solarenergie die grüne industrielle Revolution einleiten und die Wirtschaft ankurbeln.“
Und man ist geneigt zu ergänzen: Das gilt dann wohl auch für andere Länder.

✅ TEXT: MICHI REICHELT
✅ FOTOS: UNIVERSITY OF SURREY