Technik

Leistungsrekorde von Solarzellen sind oft sinnlos – das würde wirklich helfen

von Carola Franzke

Bei wissenschaftlichen Rekorden ist häufiger Vorsicht geboten: Nicht jede Leistungssteigerung bei Solarzellen etwa ist auch praxistauglich.

Eine große Menge an Solarzellen.
Leistung und Wirkungsgrad sind meist die entscheidenden Faktoren bei Solarzellen – dabei sollte die Haltbarkeit im Fokus stehen. Foto: Shutterstock / FairFoto

Das erfahren Sie gleich:

  • Weshalb die Rekordjagd bei Solarzellen-Leistung in der Regel sinnlos ist
  • Wie viele Wissenschaftler den Wirkungsgrad von Solarzellen steigern wollen
  • Warum dabei die Haltbarkeit der Stoffe und der Solarzellen meist nicht berücksichtigt wird

Wissenschaftler und Forscher an verschiedenen Universitäten weltweit versuchen, die Leistungen von Solarzellen zu steigern. Gerade im November 2018 veröffentlichte das Berliner Helmholtz-Zentrum einen neuen Rekord: Der Wirkungsgrad von sogenannten Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen ließ sich auf über 25 Prozent steigern, wie das Team um den Physiker Dr. Steve Albrecht berichtet.

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Allerdings ist der Erfolg von sehr kurzer Dauer, denn Perowskit-Solarzellen sind chemisch nicht stabil. Ein Labortest über fünf Minuten bei stabilen Bedingungen wird bereits als Erfolg verbucht. Die Berechnungen der Leistungssteigerung basieren vorwiegend auf Statistiken und Modellen, denn die rekordverdächtige Perowskit-Silizium-Tandemsolarzelle ist winzig.

Auf diese Weise gelang es uns, den Wirkungsgrad einer monolithischen Perowskit-Silizium-Tandemzelle von 23,4% auf 25,5% deutlich zu verbessern.

Dr. Marko Jošt, Erstautor der Studie und Postdoktorand im Team von Dr. Steve Albrecht am Helmholtz-Zentrum

Der Wissenschaftsjournalist Frank Wunderlich-Pfeiffer kommentiert daher auf golem.de eher desillusioniert: „Es drängt sich somit der Verdacht auf, dass die Rekordjagd der Umsetzung des Versprechens billig herstellbarer, praxistauglicher Solarzellen mehr im Weg steht, als ihr zu nützen.“ Er kritisiert den Wissenschaftsbetrieb, der Rekordjagden fördert, dabei aber die praktische Anwendbarkeit vernachlässigt. Rekorde sind öffentlichkeitswirksam und bringen Fördermittel, aber stehen selten den praktischen Einsatz durch.

Wirkungsgrad von Solarzellen

Die Berliner Forscher sind mit ihrem Rekordversuch keinesfalls allein. Im US-Bundesstaat Kalifornien wurde kürzlich eine andere Neuentwicklung vorgestellt: Eine Hybrid-Solarzelle, die gleichzeitig Strom und Wasserstoff erzeugt und dabei einen kombinierten Wirkungsgrad um 20 Prozent erreicht. Wieder andere Forscher aus Kanada arbeiten an Solarzellen, die mit Kolibakterien und Lycopin, dem roten Farbstoff aus Tomaten, arbeiten. Solche organischen Solarzellen sollen auch bei bewölktem Himmel Strom liefern können. Die Kolibakterien sterben aber bisher schnell ab und überleben den Herstellungsprozess der Solarzellen nicht.

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Begrenzte Haltbarkeit von Solarzellen

Dennoch klingen Nachrichten von guten Wirkungsgraden und organischen Materialien immer wieder vielversprechend. Insbesondere vor dem Hintergrund, dass der Wirkungsgrad von Solarzellen nur theoretisch bis 41 Prozent gehen könnte, und die Lebensdauer der Zellen begrenzt ist. In der Praxis dümpeln die Wirkungsgrade je nach Material und Bauform zwischen fünf und 25 Prozent. Der Wirkungsgrad von Solarzellen nimmt mit längerem Betrieb über die Jahre ab, und wenn sie dann gegen moderne Panel ausgetauscht werden, fällt oft giftiger Müll an.

Insofern ist die Forschung an Solarzellen und ihrer Effizienz sehr zu begrüßen, aber noch sinnvoller wäre es, wenn die Wissenschaftler und vor allem ihre Förderer mehr Wert auf Anwendbarkeit und Praxisnähe der Technik legen würden.

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