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Energie gewinnen mit beschichteten Fenstern: Forscher haben durchsichtige Glasscheiben erfunden, die Sonnenlicht in Strom verwandeln können.
Marc Baldo (li) und sein MIT-Forscherkollege Shalom Goffri Laboratory zeigen die Solarkonzentrator-ScheibenNoch gibt es sie in keinem Laden zu kaufen, doch das könnte sich bald ändern. Ein Team von Wissenschaftlern des Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge berichtete über einen Durchbruch bei der Entwicklung neuartiger Solarzellen.
Die neuen „organic solar concentrators“ (sprich: organische Solarkonzentratoren; abgekürzt OSC) funktionieren so ähnlich wie ein Parabolspiegel, der Sonnenlicht einfängt, bündelt und auf eine Solarzelle reflektiert. Bei der Konstruktion des MIT treffen die Sonnenstrahlen aber nicht auf einen Hohlspiegel, sondern auf eine flache Scheibe und müssen von dort auf schmale Solarzellen an den Rändern umgelenkt werden. Damit das funktionieren kann, bauten die Entwickler keine Spiegel in die Scheibe ein, sondern beschichteten die Scheibe hauchdünn mit Farbstoff. ZUM THEMA
Nanotechnologie:
Fassaden liefern SolarenergieDie Farbstoffschicht war gerade einmal sechs Mikrometer (tausendstel Millimeter) dick. Die Farbmoleküle absorbieren das Sonnenlicht in einem ganz bestimmten Wellenlängenbereich. Dann geben sie die Energie sofort in alle möglichen Richtungen wieder ab. Strahlen, die senkrecht zur Glasscheibe laufen, gehen verloren, während alle Strahlen ab einem bestimmten Winkel in der Glasschicht gefangen bleiben und konzentriert an die Seiten geführt werden, wo die eingebauten Solarzellen bereits darauf warten, das Licht in Strom zu verwandeln.
Kompromisse zwischen Lichtdurchlässigkeit und Energieertrag
Die gewonnene Energiemenge hängt von der absorbierten Lichtmenge ab. Daher muss bei dem Gerät ein Kompromiss gefunden werden zwischen der Lichtdurchlässigkeit und dem Wirkungsgrad. Der Wirkungsgrad bezeichnet das Verhältnis von auftreffender Sonnenenergie zur gewonnenen elektrischen Energie. Mit einer orangerot aussehenden Solarkonzentrator-Scheibe wurden bereits Wirkungsgrade von bis zu sechs Prozent erzielt, wie das Team um Marc Baldo im Fachmagazin „Science“ berichtet.
Illustration zu einem möglichen Einsatzgebiet: Als Aufsatz für herkömmliche Solarpaneele könnten die mit Farbstoff beschichteten Solarkonzentratoren deren Effizienz steigernDie in der Publikation vorgestellten Solarkonzentratoren erscheinen orangerot, weil die Scheibe nur für Licht in dieser Farbe durchlässig ist. Das restliche Licht wird absorbiert. Indem die Forscher mehrere mit unterschiedlichen Farbstoffen beschichtete Gläser hintereinander stapelten, konnten sie den Energieertrag noch weiter steigern. Jeder Farbstoff filtert das Licht in einem anderen Wellenlängenbereich heraus. „Die meiste Energie würde mit dunkelgrau aussehenden Scheiben gewonnen, die dann wirkten, als seien sie getönt“, berichtete Jon Mapel, einer der Erfinder in Baldos´ Team, gegenüber FOCUS Online. Den höchsten Wirkungsgrad von 14,5 Prozent erzielten die Forscher mit einer Dünnschichtsolarzelle, die sie hinter ein einzelnes Glas-Farbstoffelement stellten.
Die möglichen Einsatzgebiete der neuen Solarkonzentratoren deutete das MIT bisher nur an. „Stellen Sie sich vor, in einem Haus zu leben, dessen Scheiben nicht nur eine klare Sicht erlauben, sondern auch Energie liefern.“ Die neuen Scheiben könnten als Aufsatz auch helfen, den Energieertrag herkömmlicher Solarpaneele zu steigern, hieß es weiter. Sie seien in der Herstellung günstig, sagen die Forscher. Die Farbstoffmoleküle könnten auch schräg auftreffendes Licht absorbieren und weiterleiten. Die Forscher haben dem MIT zufolge bereits ein Unternehmen gegründet, um die Farbstoff-Solarkonzentratoren weiterzuentwickeln und auf den Markt zu bringen.wm/ddp/MIT
http://www.focus.de/wissen/wissenschaft/technik/technik-fensterscheibe-liefert-solarenergie_aid_317226.html
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