Alles geht besser mit Kaffee: Koffein bringt neue Solarzellen in Schwung

Solarzelle, Solarpanel, Solarmodul Bildquelle: Clearly Ambiguous (CC-BY)
Seit Jahren versuchen Forscher Solarzellen auf Basis von Perowskit-Kristallen zu stabilisieren. Und nun hat ein Forscherteam unter Federführung der University of California in Los Angeles (UCLA) unter Einsatz von Koffein einen Durchbruch geschafft. Die Wissenschaftler haben nicht etwa nur Kaffee getrunken, sondern auch das Material mit dem Muntermacher durchsetzt. Bei dem Mineral handelt es sich im Kern um Calcium-Titan-Oxid, das recht häufig und in größeren Mengen zu finden ist. Entsprechend lassen sich damit durchaus relativ preiswerte Solarzellen produzieren, die auch einen vergleichsweise guten Wirkungsgrad mitbringen. Allerdings erwiesen sich die Kristalle in Tests bisher als zu instabil, um damit auch wirklich marktreife Produkte zu fertigen.

Die großen Vorteile sorgten aber dafür, dass die Wissenschaftler nicht locker ließen. Und nun ist scheinbar ein Weg gefunden. An der UCLA kam man auf die Idee, Koffein in den Prozess der Kristallbildung einzubeziehen. Und das brachte die Wissenschaftler - beteiligt sind hier auch zwei chinesische Universitäten und die Hongkonger Solar-Firma Solargiga Energy Holdings - ein großes Stück voran.

Immer mit der Ruhe

Durch den Zusatz von Koffein verlangsamt sich die Kristallbildung erst einmal von wenigen Sekunden auf einige Minuten. Durch die längere Zeitspanne entstehen dabei Strukturen, die wesentlich weniger Fehlerstellen aufweisen und somit bereits aus sich heraus stabiler sind. Weiterhin werden die hereinkommenden Photonen wesentlich besser aufgefangen. Und die Koffein-Moleküle, die in die Kristallstruktur mit eingebettet wurden, stabilisieren diese zusätzlich.

Heraus kam ein Photovoltaik-Element, das Licht mit einer Effizienz von 19,8 Prozent in elektrischen Strom umwandelt. Und nach 1300 Stunden im Testbetrieb blieben noch 86 Prozent der Leistungsfähigkeit erhalten. Gegenüber dem vorherigen Material, dessen Leistung schon nach 175 Stunden um 40 Prozent gesunken war, ist das ein erheblicher Fortschritt. Zwar ist noch einiges zu tun, bis man wirklich Elemente bauen kann, die dann viele Jahre auf Dächern ihren Dienst tun, doch sind die Forscher zuversichtlich, dass man dies nun auch noch hinbekommen wird.

Siehe auch: Hocheffektive Solarzellen lassen sich aus Tomaten-Bakterien bauen Solarzelle, Solarpanel, Solarmodul Solarzelle, Solarpanel, Solarmodul Clearly Ambiguous (CC-BY)
2019-04-26T09:23:00+02:00
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