Farbstoff-Solarzellen: Genial. Einfach. Billig.
Bereits 1992 ließ der Chemiker Michael Grätzel sich eine Idee patentieren, die damals keiner so recht ernst nahm: Die Idee, Solarzellen zu bauen, die die Fotosynthese der grünen Pflanzen nachahmen. Wahnsinn? Nein: Genie! Jetzt erhielt Grätzel den renommierten Millennium-Technologiepreis, der alle zwei Jahre dem Forscher zuerkannt wird, dessen Erfindung der Menschheit den größten Nutzen bringt.
Ihre Art der Energiegewinnung ist der Natur abgeguckt in der Hinsicht, dass Energieaufnahme und Energieweiterleitung in zwei verschiedenen Medien stattfinden. Bei den bisher üblichen Solarzellen laufen beide Prozesse im selben Medium (dem Silizium) ab. Die Trennung macht es möglich, beide Prozesse unabhängig voneinander zu optimieren.
Anders als die klassischen Siliziumzellen enthalten die Farbstoff-Solarzellen kein Silizium. Silizium ist zwar kein seltenes Element, muss aber aus Quarz gewonnen werden und fast 100% rein sein, um in der Solarzelle seine Funktion zu erfüllen. Das Verfahren ist teuer.
Grätzels flexible Solarzellen dagegen bestehen aus durchlässigem Titandioxid, das mit einem Farbstoffauftrag versehen ist. Bei ausreichender Belichtung gibt der Farbstoff Elektronen ab, die durch das Titandioxid zur Elektrode wandern.
Apropos ausreichende Belichtung: die Farbstoff-Solarzellen können je nach Wahl des Farbstoffs auf unterschiedliche Lichtverhältnisse abgestimmt werden und sogar völlig transparent sein. Dann sind sie in der Lage, von allen Seiten Licht aufzunehmen. Dadurch steigt ihre Ausbeute z. B. bei Bewölkung auf Werte, die denen der Siliziumzellen recht nahe kommen, während ihre Leistung unter Laborbedingungen noch geringer ist.
Die Durchsichtigkeit eröffnet neue Anwendungsbereiche, etwa auf Glasfassaden. Mit transparenten Grätzel-Zellen sind stromerzeugende Fenster denkbar, mit entsprechend gefärbten auch stromerzeugende Wände oder gar Möbel. Reizvoll ist auch die Vorstellung von Lampen, die Energie produzieren, statt sie nur zu verbrauchen.
Die Technische Akademie Finnland, die Grätzel den Preis verlieh, erwartet durch die Farbstoff-Solarzellen einen Aufschwung bei der Nutzung regenerativer Energie, auch in den Entwicklungsländern, für die die bisherige Technik nicht finanzierbar war.
Übrigens: Es gibt schon Rucksäcke mit Grätzel-Zellen zum Handy-Aufladen.
Quelle: www.zeit.de/wissen/2010-06/millennnium-preis-solarzelle
Das klingt ja sehr spannend - habe ich noch nie gehört. Aber wenn sich der Mensch an die genialen Entwicklungen der Natur anlehnt, ist das ja immer sehr vielversprechend.