Quantenpunkt-Solarzellen, die neue Revolution in der Solarenergie

Diese auf neuartige Weise auf Solarzellen angewendete Nanopartikeltechnologie hat einen neuen Weltrekord bei der Umwandlung von Sonnenenergie in Elektrizität ermöglicht.

Wenn die Solartechnologie im Jahr 2020 erneut eine sichere Sache ist, wenn es um Investitionen und Installationen im Bereich erneuerbare Energien geht, dann steht auch die Innovation in diesem Sektor nicht weit dahinter. Und eine neue Solarzellentechnologie, die auf einer Art Nanopartikeln namens „Quantenpunkte“ basiert, hat einen neuen Weltrekord für die Umwandlung von Sonnenenergie in Elektrizität für den menschlichen Gebrauch aufgestellt.

Quantenpunkt-Solarzellen fungieren als „flexible Haut“ auf harten Oberflächen, wie sie beispielsweise auf einem typischen Solarpanel zu finden sind, wie Europa Press in einer Pressemitteilung berichtet. Laut Lianzhou Wang, Professor an der University of Queensland (Australien) und verantwortlich für die Forschungsarbeit, sind diese Quantenpunkte im Vergleich zu den starren und teuren Materialien, die derzeit bei der Herstellung von Photovoltaikzellen verwendet werden, „flexibel und druckbar“. Wang prognostiziert zudem, dass dieses neue Material neue Möglichkeiten eröffnen könnte, beispielsweise als „transparente Abdeckung für die Stromversorgung von Autos, Flugzeugen, Häusern und tragbaren Geräten“.

Trotz all dieser Wunder und Vorteile stand diese Quantenpunkttechnologie vor der Herausforderung, die raue und instabile Oberfläche zu überwinden. Dies hat dieses Forschungsteam jedoch nicht daran gehindert, den bisherigen Effizienzrekord bei der Umwandlung von Sonnenenergie in elektrische Energie um 25 % zu verbessern.

Was sind Quantenpunkte?

Quantenpunkte sind, allgemein ausgedrückt, mikroskopische Halbleiterstrukturen (Nanostrukturen), die die Bewegung von Elektronen im Leitungsband und den Löchern im Valenzband oder von Exzitonen (Bindungspaare von Elektronen im Leitungsband und Löchern im Valenzband) in allen drei Raumrichtungen einfangen.

Dies Die Technologie, die bereits in so unterschiedlichen Bereichen wie der Biomedizin eingesetzt wird, wenn es um die Erkennung verschiedener Zellen geht, und die aufgrund ihrer lumineszierenden Eigenschaften die derzeitigen chemischen Entwickler ersetzt, hat durch Solarzellen Einzug in die Photovoltaik gehalten, wo die Eigenschaften dieser „kleinen Freunde“ genutzt werden, um die Absorption von Sonnenstrahlen zu erreichen. Insbesondere ihre Bandlückenkapazität (die Energiedifferenz zwischen dem oberen Teil des Valenzbandes und dem unteren Teil des Leitungsbandes), die je nach Energieniveau „abgestimmt“ werden kann, macht sie zu einer attraktiven Lösung für Mehrfachsolarzellentechnologien, bei denen verschiedene „Bandlücken“-Materialien kombiniert werden, um die Effizienz der Solarenergiegewinnung zu verbessern. Dies ist etwas, was derzeit weit verbreitete Materialien wie Silizium oder Kupferselenid nicht ermöglichen. Das macht sie so besonders.

Möchten Sie mehr erfahren? Hier ist ein sehr interessantes Video über die Anwendbarkeit dieser Quantenpunkte in der Medizin: