Für Kleidung oder Flugzeuge: Neue Solarzelle ist dünner als Haare

Für Kleidung oder Flugzeuge: Neue Solarzelle ist dünner als Haare

von Wolfgang Kempkens

Forscher am MIT haben die dünnste, praktisch gut realisierbare Solarzelle der Welt entwickelt.

25 Mal dünner als ein menschliches Haar: So dünn ist eine Solarzelle, die Forscher am Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge entwickelt haben. Mit ihren gut zwei Tausendstel Millimetern ist sie die dünnste technisch problemlos realisierbare Solarzelle der Welt. Zur Demonstration legten die Forscher eine Zelle ganz vorsichtig auf eine Seifenblase. Die hielt der Mini-Belastung (zumindest eine Zeit lang) stand.

Zwar hatten Forscher der Technischen Universität Wien bereits eine noch dünnere Solarzelle aus Wolframdiselenid und Molybdändisulfid entwickelt, die nur wenige Atomlagen dick ist. Ob diese in der Praxis aber jemals eine Bedeutung haben wird, ist offen.

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Bei der MIT-Entwicklung sieht das anders aus. Diese Solarzelle besteht aus Werkstoffen, die in organischen Solarzellen bereits gebräuchlich sind. Die fotoelektrischen Schichten und die Elektroden, über die der produzierte Strom abgezapft wird, werden im Vakuum auf einer hauchdünnen Parylen-Folie abgeschieden. Diese Folie ist ein guter Isolator und resistent gegen Schadstoffe. Sie entsteht ebenfalls im Vakuum durch einen Abscheideprozess. Derzeit messen die Forscher einen Wirkungsgrad von 4,2 Prozent. Die besten organischen Solarzellen, die deutlich dicker sind, kommen auf acht Prozent.

Ideal für Wetterballons und FlugzeugePro Gramm hat die MIT-Solarzelle eine Spitzenleistung von sechs Watt. Mit einem Kilogramm Solarzellen ließen sich also stolze sechs Kilowatt mobilisieren. Dazu brauchte man allerdings eine Fläche von 280 Quadratmetern. Durch das geringe Gewicht eignet sich die Zelle gut für den Einsatz auf Wetterballons, unbemannten Flugzeugen, im Weltraum und, integriert in Kleidungsstücke, für die Stromversorgung von Kommunikationsgeräten und Messgeräten abseits der Zivilisation.

Wenn es gelingt, Parylen-Folien fortlaufend herzustellen, könnte man die Produktion von Solarzellen automatisieren. An der Startseite der Maschine dreht sich die Parylen-Rolle, im Bauch der Maschine laufen die Abscheideprozesse. An der Rückseite wird die fertige Solarfolie schließlich aufgewickelt. Das schadet den Zellen nicht. Weil sie so dünn sind lassen sie sich beliebig verformen, sogar zerknittern. Wenn man sie dann wieder glattstreicht funktionieren sie beinahe wie zuvor.

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