Forscher aus Erlangen revolutionieren Solarzellen für die Energiewende!

Erlangen-Nürnberg, Deutschland - Die Entwicklungen in der Solartechnologie sind entscheidend für eine nachhaltige Energiezukunft. Phillip Greißel und Dominik Thiel von der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) richten ihren Fokus auf die Effizienzsteigerung von Solarzellen. Ihre Forschung erfolgt vor dem Hintergrund, dass der Großteil der Energie weiterhin aus fossilen Brennstoffen gewonnen wird, was zur Erhöhung von Treibhausgasen wie Kohlendioxid führt. Im Zuge der Energiewende spielen Photovoltaik-Anlagen eine zunehmend wichtige Rolle.

Aktuelle Solarzellen erreichen einen maximalen Wirkungsgrad von 25 Prozent, wobei Wärmeverluste und die Bandlücke in Halbleitermaterialien, wie Silizium, maßgeblich für diese Begrenzung sind. Zurzeit kann nicht jede Farbe des Sonnenlichts zur Elektrizitätsproduktion verwendet werden, da ein Photon eine bestimmte Mindestenergie besitzen muss, um die Bandlücke zu überwinden.

Innovationen in der Solartechnologie

In ihrer aktuellen Forschung konzentrieren sich Greißel und Thiel auf die Methode der „Singulett-Spaltung“, um überschüssige Energie von energiereichen Photonen effizienter zu nutzen. Ihr Ansatz involviert den Einsatz eines Hexamers, der aus sechs identischen Molekülen besteht, was zur Bildung stabiler Anregungszustände führt. Die Zusammenarbeit mit theoretischen Chemikern zielt darauf ab, geeignete Moleküle zu identifizieren und zu synthetisieren, um letztendlich eine funktionierende Solarzelle zu entwickeln.

Dies ist besonders relevant, da der maximale theoretische Wirkungsgrad von Solarzellen bei 33 Prozent liegt, während handelsübliche Zellen in der Regel nur 22 Prozent erreichen. Trotz erster Erfolge im Labor bleibt der Weg zum Massenprodukt lang, insbesondere da noch geeignete Halbleitermaterialien kombiniert werden müssen.

Der Markt für Solarmodule

Am Markt sind Solarmodule die zentrale Komponente einer Photovoltaikanlage. Sie wandeln Lichtenergie in elektrische Energie um und bestehen aus verschiedenen Halbleiterschichten. Einzelne Solarzellen sind in Gruppen zu Solarmodulen verbunden, die wiederum aus mehreren Schichten bestehen, darunter witterungsfeste Kunststoffe und lichtdurchlässige Materialien. Diese Komponenten sind entscheidend, um die Effizienz der Energieumwandlung zu maximieren.

• Monokristalline PV-Module: Höchster Wirkungsgrad.
• Polykristalline PV-Module: Günstiger, aber weniger effizient.
• Dünnschicht-PV-Module: Flexibel, weniger empfindlich bei schlechten Lichtverhältnissen.
• Weniger häufig: Module mit Cadmium-Tellurid und CIGS.

Die aktuellen technologischen Trends lassen auf eine Revolution im Bereich der Solarenergie schließen. Im Jahr 2025 wird mit rekordverdächtigen Effizienzsteigerungen gerechnet, besonders durch den Einsatz von Tandem-Solarzellen, die eine Kombination aus Perowskit- und Silizium-Zellen darstellen und einen Wirkungsgrad von bis zu 33 Prozent erreichen können.

Nachhaltigkeit und Zukunftsperspektiven

Die Entwicklungen in der Solarenergie sind nicht nur technologisch relevant, sondern auch von hoher Relevanz im Kontext der Nachhaltigkeit. Während Hersteller zunehmend auf recycelbare Materialien setzen, werden auch innovative Recyclingmethoden entwickelt, um wertvolle Rohstoffe effizient zurückzugewinnen. Die Integration von smarten Energiesystemen und Digitalisierung spielt ebenfalls eine bedeutende Rolle, da sie die Nutzung von Solarenergie optimieren und den Ressourcenverbrauch vermindern.

Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass sowohl die Forschung von Greißel und Thiel als auch die am Markt stattfindenden Trends die Grundlage für eine nachhaltige und effiziente Energiezukunft bilden. Die Herausforderungen und Fortschritte in der Solarzellenforschung und -technologie sind somit entscheidend für die Umsetzung der Energiewende.

Für weitere Informationen zu den neuesten Entwicklungen in der Solarenergie können Sie die Artikel von FAU, Solaranlage-Ratgeber und Solar-Experten einsehen: FAU, Solaranlage-Ratgeber, Solar-Experten.