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Neue Materialien für Solarzellen gesucht

Der Marktanteil von Dünnschichtzellen liegt bei nur ca. 10 Prozent weltweit. Einer der Hersteller von Dünnschichtsolarzellen in Deutschland ist die Heliatek GmbH, eine Ausgründung der TU Dresden. (Foto: © <a href="http://www.heliatek.com/de/"> Heliate
Der Marktanteil von Dünnschichtzellen liegt bei nur ca. 10 Prozent weltweit. Einer der Hersteller von Dünnschichtsolarzellen in Deutschland ist die Heliatek GmbH, eine Ausgründung der TU Dresden. (Foto: © Heliatek GmbH )

Eine Alternative zu herkömmlichen Silizium-Solarzellen, aus Rohstoffen, die ungiftig und in großen Mengen verfügbar sind. Das ist die Aufgabe des internationalen Forschungsprojekts „Starcell“, an dem auch eine deutsche Universität beteiligt ist.

12.01.2017 – Die Forscher unter Federführung des katalonischen Instituts für Energieforschung und mit Beteiligung der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) sowie des Helmholtz-Zentrums Berlin für Materialien und Energie sind auf der Suche nach neuartigen Dünnschichtsolarzellen. Die Voraussetzungen: Die Rohstoffe zur Herstellung müssen ungiftig und in großen Mengen verfügbar sein. Hintergrund des großen Forschungsprojekts ist ein EU-Katalog mit sogenannten kritischen Rohstoffen. Darin sind Stoffe enthalten, die weltweit oder zumindest im EU-Raum künftig knapp werden könnten. Darunter fallen auch Elemente, die für die Herstellung von Solarzellen gebraucht werden: Neben Silizium sind das Indium, Gallium und Tellur.

Starcell wird im Rahmen des EU-Innovationsprogramms „Horizon 2020“ mit 4,8 Millionen Euro gefördert, die Gesamtkosten belaufen sich auf über 6 Millionen Euro. Insgesamt arbeiten 15 Universitäten und Forschungseinrichtungen aus Europa, Japan und den USA an dem Riesenprojekt. Im Zentrum der Arbeit steht dabei Kesterit, an dem Wissenschaftler seit den 2000er Jahren forschen. In den USA und Deutschland wurden bereits Wirkungsgrade von Kesterit-Solarzellen von deutlich über zehn Prozent erzielt. „Der Laborwirkungsgrad dieser Solarzellen liegt derzeit bei 13 Prozent – das ist noch viel zu wenig für den industriellen Einsatz. Hier wären mindestens 18 Prozent nötig“, sagt Prof. Roland Scheer vom Institut für Physik der MLU.

Schnelle Markteinführung geplant

„In der Vergangenheit hat die Entwicklung neuer Solarzellen bis zur technologischen Anwendung mehrere Jahrzehnte gedauert“, so Scheer, der das Projekt an der MLU leitet. Nun sollen mit Hilfe der EU-Förderung die Grundlagen geschaffen werden, um Kesterit-Solarzellen konkurrenzfähig zu machen und möglichst schnell in den Markt einzuführen. Zunächst müssten aber die Materialeigenschaften des Stoffes noch weiter erforscht werden, dazu leisten die Wissenschaftler aus Sachsen-Anhalt seit Jahren Grundlagenforschung.

Bis Ende 2019 ist das Projekt noch angesetzt, dann hoffen die Forscher erhebliche Materialverbesserungen und einen gesteigerten Wirkungsgrad vorweisen zu können. cw

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