Solarstrom: Neues Material könnte Paneele überflüssig machen

Solarstrom der Zukunft: Flexibles Material könnte übliche Paneele überflüssig machen

Forscher haben ein flexibles Material entwickelt, das Solarstrom fast überall erzeugen kann – auch auf Rucksäcken oder Autos.

Oxford-Wissenschaftler haben ein bahnbrechendes Solarstrom-Material entwickelt, das Solarenergie ohne klassische Paneele erzeugen kann. Der innovative Ansatz nutzt stromerzeugende Beschichtungen, die auf Alltagsgegenstände wie Rucksäcke, Autos oder Mobiltelefone aufgetragen werden. Diese Technologie könnte die Abhängigkeit von großflächigen Solarmodulen, wie sie in Solarparks eingesetzt werden, deutlich reduzieren.

Das Material ist hauchdünn, flexibel und kann auf nahezu jede Oberfläche aufgetragen werden und diese zum Erzeuger von Solarstrom machen. Dank einer speziellen Technik schaffen es die Forscher, mehrere lichtabsorbierende Schichten in einer einzigen Solarzelle zu stapeln. Dadurch kann ein breiteres Spektrum des Sonnenlichts genutzt werden, was die Energieausbeute signifikant erhöht.

Flexibilität und Effizienz steigern die Solarstromnutzung

Die neue Beschichtung erreicht eine Energieeffizienz von über 27 Prozent, zertifiziert vom japanischen Nationalen Institut für fortgeschrittene Industrie- und Technologieforschung (AIST). Im Vergleich dazu liegen herkömmliche Silizium-Solarmodule bei etwa 22 Prozent. Das zeigt das enorme Potenzial der neuen Methode, die Leistung von Solaranlagen zu steigern und gleichzeitig flexibler einsetzbar zu machen.

Dr. Shuaifeng Hu von der University of Oxford erklärt: „Wir glauben, dass dieser Ansatz langfristig Wirkungsgrade ermöglicht, die weit über den aktuellen liegen.“ Besonders in Städten könnte diese flexible Technologie große Vorteile bringen, da sie sich leicht auf Dächern, Fahrzeugen und sogar Mobiltelefonen anwenden lässt.

Günstigere Solarenergie durch neues Material

Ein weiterer Vorteil dieser Technologie ist die Möglichkeit, Kosten zu senken. Das verwendete Dünnschicht-Perowskit ist deutlich günstiger als das in herkömmlichen Solarmodulen genutzte Silizium. Dadurch könnte die Herstellung von Solarmodulen erheblich günstiger werden, was sich direkt auf die Stromkosten auswirkt. Bereits in den vergangenen Jahren sind die Kosten für Solarenergie weltweit um rund 90 Prozent gesunken.

Die Forscher erwarten, dass diese Entwicklung nicht nur die Stromkosten für Haushalte senken wird, sondern auch die Nutzung von Elektrofahrzeugen und anderen Geräten wie Mobiltelefonen revolutionieren könnte. Gleichzeitig könnte die Abhängigkeit von zentralen Stromnetzen weiter reduziert werden.

Einsatz in Energieversorgung, Bauwesen und Autoindustrie

Dr. Junke Wang von der University of Oxford sieht in der neuen Technologie das Potenzial, Solaranlagen direkt in Fahrzeuge oder Gebäude zu integrieren. Dies könnte langfristig dazu führen, dass weniger Solarparks benötigt werden. „Wenn wir Solarenergie effizienter und günstiger auf diese Weise erzeugen können, wird der Bedarf an großflächigen Solarfarmen in den kommenden Jahren weiter abnehmen“, so Wang.

Mehr zum Thema Solarenergie:

Professor Henry Snaith, ein führender Experte für erneuerbare Energien an der University of Oxford, leitet ein Team von 40 Wissenschaftlern, die an der Weiterentwicklung von Photovoltaik-Technologien arbeiten. Ihr Fokus liegt auf Dünnschicht-Perowskit, das sie seit rund einem Jahrzehnt erforschen. Seine Entwicklung wird in einem automatisierten Labor in Oxford vorangetrieben. Die Forschung zeigt bereits großes kommerzielles Potenzial und wird in der Energieversorgung, im Bauwesen und in der Automobilindustrie genutzt.

Perowskit könnte Abhängigkeit von China reduzieren

Silizium, das weltweit vor allem aus chinesischem Quarzsand gewonnen wird, fängt besonders gut energiearme rote und infrarote Lichtwellen ein. Perowskit hingegen, das in Europa, etwa in der Schweiz, Italien und Deutschland, reichlich vorhanden ist, verwertet besser das energiereiche grüne und blaue Licht des Sonnenspektrums. Durch die Kombination beider Materialien können Tandem-Solarzellen ein breiteres Spektrum des Sonnenlichts nutzen, was ihre Effizienz erheblich steigert.

Wissenschaftler des Physikinstituts der Universität Oxford haben ein hochflexibles neues Material entwickelt, das zur Erzeugung von Solarenergie auf nahezu jede Oberfläche aufgebracht werden kann. © Martin Small / University of Oxford

Perwoskit-Projekt in Deutschland

Die Firma Oxford PV, 2010 von Snaith mitgegründet, hat kürzlich in Brandenburg an der Havel die weltweit erste Großserienproduktion für Tandem-Perowskit-Solarzellen gestartet, die Perowskit und Silizium kombinieren. Snaith betont, dass die Forscher Deutschland wegen der starken wirtschaftlichen und politischen Anreize als Produktionsstandort bevorzugt haben, während Großbritannien bei der Förderung von Solarinnovationen hinterherhinkt.

Was du dir merken solltest:

Oxford-Wissenschaftler haben ein flexibles Solarstrom-Material entwickelt, das Strom auf Alltagsgegenständen wie Rucksäcken und Autos erzeugen kann. Es könnte teure Solarpaneele ersetzen.
Das Perowskit-Material erreicht unter Laborbedingungen Wirkungsgrade von bis zu 27 Prozent.
Die erste Großserienproduktion von Tandem-Solarzellen findet in Deutschland statt. Das reduziert auch die Abhängigkeit von chinesischem Silizium und schafft neue wirtschaftliche Anreize.

Übrigens: Ein britischer Prototyp könnte bald eine Solaranlage im Weltall realisieren, die drahtlos Energie an über eine Million Haushalte überträgt. Mehr dazu in unserem Artikel.