Quantenpunkt-Solarzellen, die neue Revolution in der Solarenergie

Diese innovative Quantenpunkt-Nanopartikeltechnologie für Solarzellen hat einen neuen Weltrekord bei der Umwandlung von Solarenergie in Strom aufgestellt.

Während Solartechnologie auch 2020 wieder eine sichere Wahl für Investitionen in erneuerbare Energien sein wird, werden Innovationen in diesem Sektor nicht lange auf sich warten lassen. Die in Solarzellen angewandte Quantenpunkt-Technologie basiert auf einer Art von Nanopartikeln, den sogenannten Quantenpunkten, und hat einen neuen Weltrekord bei der Umwandlung von Solarenergie in Strom für den menschlichen Gebrauch aufgestellt. Quantenpunkt-Solarzellen funktionieren wie eine „flexible Haut“ auf harten Oberflächen, wie sie beispielsweise auf einem Standard-Solarpanel zu finden sind, wie Europa Press in einer Pressemitteilung berichtet. Laut Lianzhou Wang, Professor an der University of Queensland (Australien) und Leiter der Forschungsarbeit, sind diese Quantenpunkte im Vergleich zu den derzeit in der Photovoltaik-Produktion verwendeten „starren und teuren“ Materialien „flexibel und druckbar“. Wang prognostiziert zudem, dass dieses neue Material ein breites Spektrum potenzieller Anwendungen eröffnen könnte, darunter die Möglichkeit, es als „transparente Hülle zur Stromversorgung von Autos, Flugzeugen, Häusern und tragbarer Technologie“ einzusetzen. Trotz all dieser erstaunlichen Eigenschaften und Vorteile stand diese Quantenpunkt-Technologie vor einer großen Herausforderung: ihrer rauen und instabilen Oberfläche. Dies hinderte das Forschungsteam jedoch nicht daran, den bisherigen Rekord für die Umwandlung von Sonnenlicht in Strom um 25 % zu verbessern. Quantenpunkte, dargestellt auf einer farbigen Skala, demonstrieren ihre lumineszierende Nützlichkeit

Quantenpunkte, dargestellt auf einer farbigen Skala, demonstrieren ihre lumineszierende Nützlichkeit[/caption]

Was sind Quantenpunkte?

Im Allgemeinen handelt es sich bei Quantenpunkten um mikroskopische Halbleiterstrukturen (Nanostrukturen), die die Bewegung von Elektronen im Leitungsband und im Ionenband in drei räumlichen Richtungen ermöglichen. Valenzbandlücken oder Exzitonen (Paare von Elektronenbindungen im Leitungsband und Valenzbandlücken) sind eine Technologie, die bereits in Bereichen von der Energiewirtschaft bis zur Biomedizin Anwendung findet (wo sie dank ihrer Lumineszenzeigenschaften zur Detektion verschiedener Zellen eingesetzt wird und herkömmliche chemische Entwickler ersetzt). Nun findet sie auch in der Photovoltaik Verwendung, insbesondere in Solarzellen, wo ihre Eigenschaften zur Absorption von Sonnenstrahlen genutzt werden. Ihre Bandlücke (die Energiedifferenz zwischen dem oberen Rand des Valenzbandes und dem unteren Rand des Leitungsbandes), die sich entsprechend dem Energieniveau anpassen lässt, macht sie zu einer attraktiven Lösung für Mehrfachsolarzellen. Hierbei werden Materialien mit unterschiedlichen Bandlücken kombiniert, um die Effizienz der Solarenergiegewinnung zu verbessern. Gängige Materialien wie Silizium oder Kupferselenid bieten diese Möglichkeit nicht. Genau das macht sie so besonders. Möchten Sie mehr erfahren? Hier ist ein interessantes Video über Quantenpunkte: