Billigerer Solarstrom dank Nano-Schwämmen aus Silizium?

21.05.2010 - Deutschland

Sonnenenergie ist praktisch unbegrenzt verfügbar. Solarstrom ist aber noch die teuerste und deshalb stark subventionierte erneuerbare Energie. Damit das nicht so bleibt, werden von der Forschung grundlegende Innovationen gefordert. Besondere Erwartungen werden an die Nutzung von Nano-Materialien gestellt. An solchen Solarzellen der dritten Generation arbeitet seit kurzem ein internationales Team aus Forschung und Industrie unter Koordination des Forschungszentrums Dresden-Rossendorf (FZD).

Die entscheidende Frage für die Wettbewerbsfähigkeit von Solarstrom lautet: Wie verbessert man den Wirkungsgrad von Solarzellen deutlich, ohne deren Herstellungskosten in die Höhe zu treiben? Wissenschaftler im Forschungszentrum Dresden-Rossendorf haben einen Weg gefunden, das wenig effektive, amorphe oder nano-kristalline Silizium in Dünnschicht-Solarzellen durch einen Nano-Schwamm aus Silizium zu ersetzen. Dieser verspricht bei guter Lichtabsorption eine verbesserte elektrische Ausbeute. Der Nano-Schwamm aus Silizium ist in Glas eingebettet und dadurch geschützt sowie elektrisch passiviert.

Am Rossendorfer Institut für Ionenstrahlphysik und Materialforschung koordiniert Dr. Karl-Heinz Heinig seit April dieses Jahres ein internationales Forschungsprojekt, welches vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert wird. Industriepartner sind die Solarzellen-Produzenten SignetSolar in Sachsen und die türkische Tochter des US-amerikanischen Konzerns Nurol Technologies. Fundamentale Probleme werden in Kooperation mit den beiden türkischen Universitäten Middle East Technical Universität und Bilkent Universität in Ankara untersucht. Vom 26. bis 28. Mai 2010 treffen sich im Forschungszentrum Dresden-Rossendorf alle Projektpartner zu einem Workshop, dem sogenannten „Kick-off Meeting“. Es wird der aktuelle Stand zur Produktion und Forschung von Solarzellen analysiert und ein erstes Arbeitsprogramm für die zunächst für drei Jahre geförderte Zusammenarbeit erstellt. An der Solarzellen-Produktionsline der SignetSolar GmbH bei Döbeln in Sachsen werden die Möglichkeiten der Umsetzung der Forschungsergebnisse direkt vor Ort diskutiert.

Im Rahmen des Projektes sollen Wege zur Fabrikation von Nano-Schwämmen aus Silizium, die photoelektrischen Eigenschaften der Nano-Schwämme sowie deren Überführung in Solarzellen-Produktionslinien untersucht werden. Die am FZD entdeckte Möglichkeit der Effektivitätsverbessung von Solarzellen hat den Vorteil, dass sie sich auf existierenden Produktionslinien mit nur kleinen Anpassungen realisieren lässt und die Herstellungskosten nur unwesentlich steigen.

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