Photovoltaike Systeme sind auch 50 Jahre nach der Einführung der Solarzellen nur mäßig lohnenswert. Insgesamt erzeugen sie gerade einmal fünf Gigawatt , rund 0,038 Prozent des gesamten weltweiten Energieverbrauchs. In dieser Industrie liegt also noch ein hohes Potenzial an Verbesserung und Weiterentwicklung.
Hier soll die Nanotechnologie Abhilfe schaffen. Die bisherige photovoltaike Technik setze Silizium dazu ein, Licht in Elektrizität umzuwandeln. Jedoch nicht preiswert und effektiv genug.
Forscher der Pennsylvania State University stellten nun Titannanoröhrchen her, die die Ausbeute von Farbstoff- Solarzellen verzehnfachen sollen.
Selbst die neusten und modernsten Siliziumzellen sind nicht in der Lage, die komplette Sonnenenergie umzuwandeln. Nur rund 22 Prozent werden genutzt, ganze drei Viertel nicht.
„Neue Materialien, die mit Quantenpunkten durchsetzt sind, sollen helfen, diese Ausbeute zu verdoppeln.“ so Wissenschaftler vom National Renewable Energy Laboratory in Colorado und vom Los Alamos National Laboratory in New Mexico.
Gemeinsam haben Sie bereits Quantenpunkte in einen Siliziumkristall eingebracht.
Im Silizium wird nur das Licht eines eng begrenzten Spektralbereiches freigesetzt, der Rest wird ungenutzt als Wärme wieder abgegeben. Quantenpunkte sind fähig, einen größeren Ausschnitt des Spektralbereiches zu nutzen und somit mehr Strom zu erzeugen.
Ein Nachteil der Quantenpunkt- Technik ist jedoch die Beschaffenheit des Materials, das nicht gerade umweltfreundlich ist. Sie bestehen zumeist aus Blei, Kadmium oder Seel.
Deshalb werden weiterhin Alternativen und preiswertere Fertigungsmethoden gesucht.
Hier schaltet sich die Firma Nanosolar ein. Das Unternehmen aus Palo Alto, Kalifornien, sieht sich selbst als Marktführer auf dem Gebiet der dritten Solar- Generation. Die Forscher erfanden eine Methode, Nanozellen in ein Druckverfahren zu überführen. Kleine Kupfer- Indium- Gallium- Diselenid Tupfer verbinden sich auf ultradünner Folie selbst zu lichterntenden Strukturen. Dafür sind physikalische und chemische Prozesse verantwortlich.
Ein Vorteil dieses Verfahrens ist, dass der Preis bei nur rund einem Fünftel bis einem Zehntel des Preises für Siliziumprodukte liegt.
2006 konnte Nanosolar bereits Investoren überzeugen und ist nun dabei, eine 100- Millionen- Dollar Fabrik zu errichten, die mit rund 430 Megawatt Leistung produzieren soll.
Nun wollen auch große Konzerne nachziehen. Shell besitzt seit Neustem ein Tochterunternehmen, das für die Herstellung von Solarzellen verantwortlich ist und BP wird im Juni eine Fünf- Jahres- Plan mit dem California Institute of Technology festlegen.
Ziel ist es, hocheffiziente Solarzellen aus Siliziumnanoröhrchen herzustellen.