Solarzellen der übernächsten Generation

Dünnschichtsolarzellen könnten künftig eine wichtige Rolle spielen. Sie wandeln Sonnenlicht effizient in Strom um und sind so biegsam, dass sie sich an vielen Flächen problemlos anbringen lassen. Der Film des Helmholtz-Zentrums Berlin (HZB) von Ende 2011 berichtet, wie HZB-Forscher flexible und hocheffiziente Zellen entwickeln. Sie optimieren Kristallisationsprozesse und chemische Reaktionen, arbeiten mit ultrakurzen Laserpulsen und Ultraschall, testen ihre Produkte mit dem Sonnensimulator und nutzen sogar Synchtrotronstrahlung aus dem Elektronenspeicherring BESSY, um ihre Materialien auf Herz und Nieren zu prüfen.
Mehr Filme vom HZB auf / hzbkanal

[@valentinmoeller]

Sehr interessant!

[@anonymous.youtuber]

👍 Jetzt nur noch die Braunkohlekraftwerke abreißen !

[@michaelrauchmann5076]

Der Scriptautor verwechselt zeitweise Atom und Elektron (z.B. "Atome fallen in das Loch"). Ansonsten erinnert diese Darbietung sehr an Grundschule.

[@retoblubber]

3:47 das Wort lautet *"Chalkopyrite"* de.wikipedia.org/wiki/Chalkopyrit

[@wagnsonner]

Frage: Wann und wo erhältlich?

[@robi70569]

solange es supergewinne bei der stromindustie gibt, werden die dafür sorgen das sie weiter leben können. also werden die alles zunichte machen, was ihre gewinnerwartung stört?

[@10Anonym01]

Jaaaaa!

[@AccaCore7z]

Was nützt der Wissenvorsprung Deutschlands wenn China den Markt erobert hat?

[@schreibhecht]

Was nutzen einem DDR-Produkte, wenn die Treuhand alle DDR-Firmen zerstört? Soll heißen, wenn wir unsere Produkte kaufen, dann kann uns Chinaegal sein. Die Leute kauen für 500'000 Euro Autos. Da sind Produkte aus Deutschland ein Schnäppchen. Aber die Betriebe bes heißen uns, sie schrauben Produkte in Deutschland zusammen - Made in Germany.

[@xparade0de]

es gibt einen Unterschied zwischen Bildung und Einbildung

[@pscheuerling]

sehr merkwürdig das man im internet keine cgis module mehr bekommt

[@Neura1net]

Die Strukturen wirken sich natürlich negativ aus.

[@KarlAlfredRoemer]

warum wandern die Elektronen, die von den Sonnenstrahlen aus ihren Atomen heraus gehauen werden nur in die P-Schicht?

[@alexanderdrechsel6858]

Tun sie ja nicht, sie wandern in die n-Schicht. Ich versuchs nochmal zu erklären: Silizium hat eine vierwertige Gitterstruktur. Durch die Dotierung mit Phosphor bringt man nun ein fünf-wertiges Element ein. Da aber nur vier für das bestehende Gitter benötigt werden (es bilden sich vier Elektronenpaare -> schwer zu trennen), besitzt die n-Schicht ein leicht zu lösendes Elektron (das fünfte Elektron des Phosphors kann keine Elektronenpaarbindung eingehen und ist daher leicht zu trennen). Bei der p-Schicht wird Bor verwendet, welches dreiwertig ist. Es fehlt also eine Elektronenpaarbindung, es entsteht ein Loch. Dieses Loch kann mit wenig Energie durch ein Elektron besetzt werden. Bringt man nun eine p und eine n Schicht zusammen, so entsteht ein Diffusionsstrom (Die Elektronen besetzen die Löcher). Zugleich entsteht durch die Ladungsverschiebung ein Feldstrom, der dem Diffusionsstrom entgegenwirkt. Das bildet die sogenannte Grenzschicht, in der die Ladung der ionisierten Fremdatome nicht mehr kompensiert ist. Im n-Gebiet sind sie positiv geladen, im p-Gebiet negativ (es entsteht ein elektrisches Feld). Entsteht nun durch die Zuführung von Licht ein frei bewegliches Elektron, so wird es durch das innere elektrische Feld sofort in die n-Schicht gezogen, das dabei entstandene Loch in die p-Schicht.

[@alexanderdrechsel6858]

Kleiner Nachtrag: Das durch Zuführung von Licht entstandene Elektron-Loch Paar muss natürlich in der Grenzschicht auftreten, da hier das elektrische Feld besteht. Andernfalls besetzt das Elektron nur gleich wieder das Loch und nichts passiert.

[@Mairosoft]

Die Zukunft gehört der Sonne...

[@Herbert2802]

Jetzt is 2016 dann bring 5kw vorbei;)

[@blablikush]

04:37

[@tedk5142]

"Denn die Zukunft gehört der Sonne" und was ist mit der Vergangenheit? Wars da dunkel?

[@luiserlacher156]

Ich habe solarzellen mit uvlicht verbunden hibrid erfunden

[@Neonpulsiv]

Im Kriegsfall kommt dann die Bundeswehr und reist dir die Tapete ab um ihre kritische Militärinfrastruktur aufrecht zu erhalten :D

[@maxmustermen9069]

Mehr Ausbeute? Man könnte die obere Fläche als Pyramiden bauen. Man könnte kleine Lupen, die man nicht sieht, auf die obere Schicht setzen. Solarzellen sind oft sodünn das die Sonne durchscheinen kann. Ich würde dann eine Solarzelle oben aufdampfen und eine unten auf den Träger. Somit hat eine 20 Prozent und die da drunter 5 Prozent. Jetzt verschenkt man die 5 Prozent. Das ganze ist ein Beispiel.

[@PygmalionFaciebat]

Das sind Ideen die teilweise so schon gedacht und umgesetzt wurden. Was zB die Mehrschicht-Solarzellen betrifft, gibts das tatsächlich schon, sodaß dort tatsächlich dann mehr Ausbeute erzielt wird..man kommt bisher nicht über 38% Ausbeute im Labor (was dann auch mittels anderer Materialien erreicht wird). Aber wie gesagt: ja, das wird in der Forschung, und soweit ich weiß, auch schon in der Industrie teilweise so gemacht. Massentauglich ists soweit ich weiß noch nicht direkt , weil jede Solarzellenschicht praktisch den Preis multipliziert (umgekehrt aber bringts nicht den jeweils multiplen Faktor an Leistung (da wie du selbst sagtest, drunter zB nur 5 Prozent erzeugt wird - bei flächenmäßig denselben Herstellungskosten PRO Flächeneinheit und Ebene).... Zweitens: deine Idee zu den Linsen wurde EBENFALLS schon verfolgt. Das scheitert am meisten bisher - und zwar deswegen, weil die Solarzellen nur bestimmte Lichtintensitäten vertragen. Darüber werden sie geschädigt. AUCH durch die Erhitzung die dabei entsteht. Die Solarzellen werden schließlich aus Halbleiter-Elementen gemacht. Und wie du hoffentlich weißt, haben Halbleiter ziemlich ungünstige Schmelztemperaturen. Davon abgesehen sinkt auch die Effizienz bei Erhitzung (du kennst hoffentlich die Steigung des elektrischen Widerstands durch Hitze). Falls du darauf sagen willst: "dann soll die Solarzelle eben gekühlt werden", so würde die Kühlung der Solarzelle entsprechend Energie verbrauchen (durch den Wasserkreislauf bzw Kompressor ...dasselbe wenns von hinten mit "Ventilatoren" gekühlt wäre, usw) . Sprich: diese Linsen-Idee beißt sich aus mehreren Gründen in den eigenen Schwanz (weswegen es von Forschern sehr schnell ad-acta gelegt wurde.... das wird frühestens dann erst wieder Thema werden, wenn andere Halbleiter-Technologien die Linsenidee wieder sinnvoll erscheinen lassen). Eine dazu ähnliche Idee gibts aber - die jedoch nicht auf Photoelektrik beruht : nämlich die Erhitzung einer Flüssigkeit mit niedrigem Siedepunkt in einem dünnen Röhrchen, welche im Brennpunkt eines "halbröhrenförmigen" langen Spiegels liegt. Solche "Plantagen" sind schon in Betrieb in Afrika - wenn ich nicht irre auch in Spanien... und haben eine Ausbeute, die wenn ich nicht irre sogar über dem der Solarzellen liegt. Ich glaub (da bin ich mir grad nicht sicher), dass der Aufbau, bzw die Kosten so einer Anlage aber höher sind, und somit die Amortisierung länger dauert - dennoch verfolgt man diese Technologie enthusiastisch. Und es ist eine Art "Pendant" zur "Linsenidee".

[@maxmustermen9069]

PygmalionFaciebat Ich meinte nicht so starke Linsen. Ich habe gesehen das es Solarzellen gibt die eine kleine Fläche haben. So meinte ich das nicht. Ich meine kleine Lupen die so groß wären wie ein 5 Cent-Stück. Statt einem glatten Glas wären dann 100 oder 200 kleiner Lupen. Damit könnte man die Fläche des Deckglases vergrößern.

[@PygmalionFaciebat]

Max Mustermen Man kann sogar sehr leichte Linsen herstellen mittels Fresnel-Linsen. Die könnte man sogar viel dünner herstellen als dein Vorschlag mit den vielen 'kleinen Lupen' . Trotz Fresnel (und das wird ja schon angewandt in der Solartechnik) bleiben dieselben Probleme, die ich in meiner vorigen Message erwähnt hatte.

[@maxmustermen9069]

Die Hoffnung liegt in der Solarzelle aus nachwachsenden Rohstoffen. Was nur falsch ist, nur aus Prifit Anlagen aufzustellen und dann bricht der Markt zusammen weil die Subvention gestrichen wird. Die Politik spielt mit der Zukunft. Die Solarzelle braucht einen höheren Wirkungsgrad. Wie das geschehen wird ist egal. Die Solarzelle wird es immer geben.

[@PygmalionFaciebat]

Max Mustermen Die Solarzelle aus nachwachsenden Rohstoffen ist auch ein zweischneidiges Schwert - Stichwort: Biodiesel. Bei steigender Population wird der Mensch einfach die Agrarflächen für Nahrung brauchen.Es nutzt nichts, wenn die Energiefrage geklärt ist, und dafür die Welt verhungert. Die Solarzelle besteht zu großen Teilen aus Silizium - Silizium wird aus Sand gewonnen. Sand ist dort, wo man zum Glück ohnehin nicht viel anbauen kann. Klar besteht ne Solarzelle auch aus anderen Elementen noch - und insgesamt brauchts auch einen nicht unerheblichen Energieaufwand um diese Elemente zu gewinnen. Aber nach Rechnungen rechnet es sich im Laufe der Lebensdauer einer Solarzelle trotzdem vielfach (sprich sie stellt ein vielfaches an Energie her, als für ihre Produktion notwendig war). Das ist also schon ok. Wenn ichs noch richtig in Erinnerung hab, liegt der theoretische Wirkungsgrad der siliziumbasierten Solarzelle bei ca 41% - wir sind etwa bei 25% , was wirtschaftlich herstellbar ist. Ich kann mir nicht vorstellen dass unter wirtschaftlichem Aspekt viel mehr als 30-35 % gehen wird. Mittels Tandemzellen geht auch weit mehr als 41 % (wenn ich nicht irre liegt generell der Wirkungsgrad bei 80% welche man aus Solarzellen erbringen kann (dann natürlich mit anderen Materialien usw). Also natürlich ist noch Luft nach oben. Organische Solarzellen haben freilich auch ihre Vorteile (aber ich glaub eins ihrer größten Nachteile ist, dass sie sich nicht in die Höhen der Wirkungsgrade bringen lassen, wie anorganische Solarzellen). Die Subventionen werden glaub ich nicht abbrechen, weils ein starkes Umweltthema ist , und das Klima macht auf die Politik immer mehr Druck. Klimakollaps ist letztenendes auch ne wirtschaftliche Frage (die Zahl der Hurrikans in den USA hat in den letzten Jahren massiv zugenommen) - aber auch Hochwasser in Europa hat massiv zugenommen in den letzten 20 Jahren. Und das sind Milliarden (bzw im Grunde schon Billionenbeträge) . Diese Beträge sind so hoch, dass ab nem bestimmten Zeitpunkt es lukrativer wird, in Umwelt-Technologien zu investieren (und zu subventionieren), statt immer mehr Ausgaben in den Wiederaufbau zu stecken (da ist logischerweise die Konjunktur gefährdet). In der Grundaussage stimme ich mit dir überein: die Solarzelle braucht nen höheren Wirkungsgrad (egal ob man nun die anorganische oder organische meint) - bei beiden ist noch Luft nach oben. UND sie muss mehr in die Massenproduktion, um die Preise noch mehr zu senken. Ich verstehe zB ohnehin nicht, wieso man Autos nicht vollbedeckt mit Solarzellen. Klar die Autos wären dann halt nicht 'bunt' oder anders 'bunt' (da kann man ja eigens Konzepte dafür machen, dass die zwischenräume der Solarmodule eben bunt wären). Und ja: ich weiß auch, dass das sehr wenig bringen würde, energetisch. Aber wenn man pro 100 Liter Benzin 1 Liter Benzin eingespart hätte durch Solarzellen am Auto, wärs doch auch schon was. Wohlgemerkt ich rede NICHT von einem solarbetriebenem Auto. Ich weiß dass solarbetriebene Autos noch nicht genug Leistung bringen - vom Komfort ganz zu schweigen. Aber als Unterstützung für den Hybrid-Antrieb (elektrobenziner) wäre eine Solarzellen-Umhüllung sinnvoll, find ich. Und selbst wenns nur 1 % Ersparnis bringt. 1 % weniger CO2-Ausstoss der Auspuffe von Autos weltweit, ist schon eine enorme Menge. Gut die Amortierisungszeit bei ner Solarfläche die nur 1 % zum Energieverbrauch beiträgt, ist enorm lang -aber wer sich ein Auto leisten will und kann, von dem ist das nicht zu viel verlangt, denk ich.

[@ChristianMaczikcimachh65]

cimachh was here at 31.03.2016 7.30 pm

[@rudiralla9630]

Dann wollen wir mal hoffen, dass das HZB nicht dasselbe jämmerliche Niveau wie diese Sendung hat.

[@post_24.]

Wenn Sie das als jämmerlich ansehen, dann ist es nur gerecht wenn Deutschland untergeht. Das kann ich dazu sagen.