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02.10.2015

12:58 Uhr

Erneuerbare Energie

Tarnkappe soll Solarzellen effizienter machen

VonWerner Pluta
Quelle:Golem.de

Karlsruher Forscher wollen mit Hilfe einer Tarnkappe den Wirkungsgrad von Solarzellen steigern. Mit Zauberei hat die neue Technik, die sich in einem Modellexperiment bereits bewährt hat, allerdings nichts zu tun.

Eine spezielle Tarnkappen-Beschichtung (r.) leitet Sonnenlicht an den Kontakten für die Stromableitung vorbei, auf die aktive Fläche der Solarzelle. (Grafik: Martin Schumann, KIT)

Tarnkappentechnik

Eine spezielle Tarnkappen-Beschichtung (r.) leitet Sonnenlicht an den Kontakten für die Stromableitung vorbei, auf die aktive Fläche der Solarzelle. (Grafik: Martin Schumann, KIT)

BerlinUnsichtbare Drähte sollen den Wirkungsgrad von Solarzellen verbessern: Forscher des Karlsruhe Institute of Technology (KIT) wollen mit Hilfe eines Metamaterials Abschattungen auf den Zellen durch Bauteile mindern. In Simulationen sieht das gut aus.

Etwa ein Zehntel einer Solarzelle ist von Kontaktfingern bedeckt. Das sind Drähte, die den Strom von Solarzellen abführen. Diese Fläche wird abgeschattet und kann nicht für die Stromerzeugung genutzt werden. Eine Solarzelle hat einen Wirkungsgrad von etwa 20 Prozent. Das bedeutet, nur ein Fünftel des auftreffenden Sonnenlichts wird in elektrische Energie gewandelt.

Die Forscher entwickeln jetzt eine Tarnkappe für die Kontaktfinger. Sie besteht aus einem Metamaterial, das das Licht um die Drähte herum auf die Solarzelle leitet.

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Metamaterialien sind Stoffe, die eine besondere Struktur haben. Die Struktur verleiht dem Stoff Eigenschaften, die in der Natur nicht vorkommen – etwa, dass Licht, das auf ein Objekt trifft, nicht reflektiert, sondern um einen Gegenstand geleitet wird. Da ein solches Material einen Gegenstand quasi verschwinden lässt, wird es auch Tarnkappe genannt.

Auf eine gewisse Weise machen die KIT-Forscher die Kontaktfinger unsichtbar: Dazu wird die Solarzelle mit einem Polymer beschichtet. Das Polymer hat Rillen, die längs der Kontaktfinger ausgerichtet sind. Dadurch wird das einfallende Licht von den Kontaktfingern weg geleitet und trifft auf die Solarzelle. Dieses Verfahren eignet sich nach Angaben der Forscher auch gut für eine Massenfertigung.

Das Verfahren soll die bestrahlte Fläche und damit den Energieertrag der Solarzelle vergrößern – derzeit allerdings erst in einem Modellexperiment und in Simulationen. „Unsere Modellexperimente haben gezeigt, dass die Tarnschicht die Kontaktfinger fast vollständig unsichtbar macht“, sagte Martin Schumann.

Im nächsten Schritt wollen die Wissenschaftler die Tarnschicht auf eine Solarzelle aufbringen. Dann wollen sie messen, wie hoch der Effizienzgewinn ist.

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