Solarzelle für Innenräume erreicht 37 Prozent Effizienz
Kleineres Spektrum, weniger Energie, kaum infrarote Strahlung: Hinter Fensterscheiben und erst recht abends bei eingeschalteten LEDs oder Glühlampen funktioniert Photovoltaik nur sehr eingeschränkt.
Andererseits befinden sich smarte Sensoren, digitale Uhren und viele andere Kleingeräte mit geringem Strombedarf genau dort: im Haus, auf dem Schreibtisch, im Regal, an der Zimmerwand. Diese ließen sich ohne Stromanschluss und ohne Batteriewechsel, sogar ohne Akku verwenden, wenn man das fast immer vorhandene künstliche Licht wieder in Strom umwandeln könnte.
Nötig wäre dafür eine kostengünstige, effiziente Solarzelle, die mit dem eingeschränkten Lichtspektrum umgehen kann. Und genau diese hat eine Forschungsgruppe der Universität Kaunas, Litauen, gerade vorgestellt.
Organischer Halbleiter plus Perowskit
![Thiazol[5,4-d]thiazole wandeln Zimmerlicht sehr effektiv wieder in Strom - TTP-DPA am besten. (Bildquelle: ACS Applied Materials and Interfaces)](fileadmin/Notebooks/News/_nc4/20240728-solar-innen-thiazol-acs-applied-materials-and-interfaces.gif)
Mit der Kombination aus einem organischen Halbleiter und Perowskit konnte trotz widriger Bedingungen - für eine Photozelle - die bemerkenswerte Effizienz von 37 Prozent für die Umwandlung von Licht in Strom erreicht werden.
Bei der Lichtquelle handelte es sich in den Versuchen um eine warmweiße LED. Die genutzte Lichttemperatur von 3.000 Kelvin entspricht der typischen Wahl für Wohnräumen. Das Spektrum ähnelt dem des natürlichen Lichts, allerdings ohne infrarote, jedoch nicht sichtbare Strahlung.
Die entwickelte Solarzelle besteht aus einer Schicht Perowskit und für die Leitung positiver Ladungsträger kommt eine spezielle Verbindung aus Thiazol-Molekülen zum Einsatz. Das sind Aromate, in deren Kohlenwasserstoffringen Stickstoff und Schwefel eingelagert sind.
Verknüpft werden sie zu komplexen Gebilden, die in den Experimenten unterschiedliche Leistungen zeigten. So konnte die genaue Struktur ermittelt werden, um mit dem Licht einer handelsüblichen LED stolze 37 Prozent Effizienz zu erreichen. Wie stark die Anpassung an Innenräume ist, zeigt der Vergleich mit der Leistung im Sonnenlicht. Hier liegt die Effizienz nur noch bei 19 Prozent, also unterhalb einer kommerziellen Solaranlage.
Quelle(n)
