Einen neuen Typ Solarzellen für die Energieversorgung von Satelliten haben Wissenschaftler vom Hahn-Meitner-Institut in Berlin entwickelt. Die neuen Weltraumzellen sind bruchsicher und damit unempfindlicher gegenüber Vibrationen beim Satellitenstart. Zugleich ist das Material nach Angaben der Forscher so strahlungsresistent, dass eine Verkapselung für den Weltraumeinsatz nicht nötig ist.
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Die aktive Schicht der Zellen besteht aus dem Halbleitermaterial Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGSe). Dieser Verbindungshalbleiter hat eine hohe Lichtabsorbtion, wodurch die aktive Schicht sehr dünn und damit auch hochflexibel sein kann. Die ebenfalls sehr dünne Titan-Folie, die als Trägermaterial der Zellenstruktur dient, macht die Leichtgewichte attraktiv für Raumfahrtunternehmen.
Im Labor wurden für einzelne dieser Zellen Wirkungsgrade von über 15 Prozent erzielt – ein viel versprechendes Ergebnis.
Bei Hitze lässt die Leistung nach
Ein wichtiges Ziel der Solarzellenforschung ist es, die Temperaturabhängigkeit des Wirkungsgrades von Solarzellen gering zu halten. Der Wirkungsgrad einer Solarzelle gibt an, wie viel von der eingestrahlten Sonnenenergie letztlich in elektrische Energie umgewandelt werden kann.
Der Wirkungsgrad einer Solarzelle wird in der Regel unter Standardbedingungen bei einer Temperatur von 25 Grad Celsius bestimmt. Je nach Solarzellentyp verringert sich der Wirkungsgrad bei höheren Betriebstemperaturen in unterschiedlichem Maße. Solarzellentypen mit höheren Energielücken, wie zum Beispiel Kupfer-Indium-Disulfid (CuInS2), die am Hahn-Meitner-Institut entwickelt werden, versprechen bei diesem Verhalten Vorteile.
Die Forscher stellen ihre neuen Solarzellen auf der Messe „SolarEnergy 2006“, die vom 21. bis 25. Februar 2006 in Berlin stattfindet der Öffentlichkeit vor.
(idw – Hahn-Meitner-Institut Berlin, 21.02.2006 – DLO)
