Farbstoffsensibilisiertes Solar to Go

Das erste kommerzielle Produkt mit farbstoffsensibilisierten Dünnschichtsolarzellen wird in Kürze auf den Markt kommen. Mit der billigen, leichten und flexiblen Solarzelle beschichtete Rucksäcke zum Aufladen von tragbaren Geräten für unterwegs wurden auf der Hongkonger Elektronikmesse letzte Woche.

Solar unterwegs: Flexible, farbstoffsensibilisierte Solarmodule, die in diese Tasche integriert sind, ermöglichen das Aufladen elektronischer Geräte.

Die Solarzellen, hergestellt von Cardiff, Großbritannien, G24-Innovationen , basieren auf einer Technologie, die von . erfunden wurde Michael Grätzel , Chemieprofessor an der École Polytechnique Fédérale de Lausanne in der Schweiz.



Bei dieser Art von Solarzelle werden farbstoffbeschichtete Halbleiter-Nanokristalle zwischen Glasscheiben eingebettet oder zusammen mit einem Elektrolyten in Kunststoff eingebettet. Der Farbstoff absorbiert Licht und erzeugt Elektronen, die auf den Halbleiter übertragen und dann in einen Stromkreis geleitet werden. Farbstoffsensibilisierte Zellen haben eine geringere Licht-zu-Elektrizitäts-Umwandlungseffizienz als die besten Dünnschichtsolarzellen, aber sie sind erheblich billiger in der Herstellung und können auch auf flexible Oberflächen gedruckt werden.

Grätzel sagt, dass farbstoffsensibilisierte Solarzellen weitere praktische Vorteile gegenüber anderen Dünnschicht-Solartechnologien haben. Amorphe Silizium-Dünnschichtzellen zersetzen sich im Laufe der Zeit im Sonnenlicht, und ihre Effizienz sinkt auch, wenn Sonnenlicht schräg auf sie trifft. Zellen auf Farbstoffbasis funktionieren gut bei Weitwinkeln und sind länger haltbar. Außerdem arbeiten sie bei Innenlicht effizienter, da der Farbstoff diffuses Sonnenlicht und fluoreszierendes Licht gut absorbiert.

G24 Innovations verwendet nach eigenen Angaben ein kostengünstiges Rolle-zu-Rolle-Verfahren, um seine flexiblen Solarmodule herzustellen, die bei direkter Sonneneinstrahlung 0,5 Watt Leistung produzieren. Letzte Woche verschickte das Unternehmen seine erste Solarmodullieferung an das in Hongkong ansässige Unternehmen Mascotte Industrial Associates, das die neuen Taschen herstellt. G24 verwendet auf Titandioxid-Nanokristallen beschichtete Rutheniumfarbstoffe und einen jodidhaltigen nichtflüchtigen Elektrolyten. Die Zellen des Unternehmens wandeln Licht in Strom mit einem Wirkungsgrad von über 12 Prozent um.

Favelas in Rio de Janeiro

G24 plant, Module zu vermarkten, die auf Kleidung, Zelte und Markisen geklebt werden können. Die Module könnten auch kostengünstig in stromerzeugende Fenster und Werbetafeln eingebaut werden. Das ist definitiv ein toller Moment für uns, sagt Grätzel. Es wurde darüber gesprochen, wann das erste kommerzielle Produkt auf den Markt kommen wird, und das ist jetzt passiert.

Nur eine andere Firma, Dyesol , steht kurz davor, kommerzielle farbstoffsensibilisierte Solarzellenprodukte herzustellen. Im Oktober 2008 eröffnete Dyesol eine Fabrik in Queanbeyan, Australien, um Fliesen herzustellen, die in Gebäudefassaden integriert werden können. Elektronikriese Sony forscht auch an farbstoffsensibilisierten Solarzellen und gab im vergangenen Jahr bekannt, dass es Wirkungsgrade von 10 Prozent erreicht hat – ein für kommerzielle Produkte notwendiges Niveau. Der Elektronikhersteller präsentierte konzeptionelle Lampen auf Basis dieser Zellen, hat jedoch noch keine kommerziellen Produkte in der Pipeline.

Die Solarzellen könnten derzeit eine kleine Nische auf dem Markt haben. Aber, sagt Michael McGehee , Professor für Materialwissenschaften und Ingenieurwesen an der Stanford University, könnte diese Technologie in Zukunft mit den traditionelleren Dünnschicht-Solartechnologien auf der Grundlage von amorphem Silizium, Cadmiumtellurid und Cadmium-Indium-Gallium-Arsenid konkurrieren, wenn die Kombination aus Effizienz, Kosten und die Haltbarkeit verbessert sich.

Es sei eine spannende Zeit für farbstoffsensibilisierte Solarzellen, sagt Grätzel und erwarte, dass demnächst noch viele weitere Produkte auf den Markt kommen.

Andere Forscher arbeiten derweil an Weiterentwicklungen der Zellen mit nichtflüchtigen Elektrolyten und organischen Farbstoffen, die sie noch günstiger und robuster machen könnten.

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