Forschende der EPFL und der Universität Stanford haben eine neue Generation Farbstoffsolarzellen entwickelt. Sie reagieren dank der Zugabe eines zweiten Farbstoffs auf ein grösseres Lichtspektrum als herkömmliche Farbstoffsolarzellen und sind dadurch effizienter.
Durch die Zugabe eines zweiten Farbstoffs reagieren die neuen Farbstoffsolarzellen - nach ihrem Erfinder Prof. Michael Grätzel auch Grätzel-Zellen genannt - auf ein grösseres Lichtspektrum als bisher. Die Technologie wurde von der EPFL und der Universität Stanford (USA) entwickelt.
Auf ein breiteres Farbspektrum reagieren
Herkömmliche Farbstoffsolarzellen reagieren nur auf das Rotspektrum des Lichts. Durch die Zugabe neuer Farbstoffe, der Perylene, konnte die Sensibilität der Zellen nun auf die Grün- und Blauspektren ausgeweitet und ihre Effizienz dadurch gesteigert werden.
Perylene produzieren nicht unmittelbar eine elektrische Spannung. Sie reagieren auf den Lichteinfall und übermitteln diese Energie an die Phthalocyanine, die dann eine Spannung generieren. Bis jetzt hatten die Farbstoffe in Solarzellen die Aufgabe, direkt eine elektrische Ladung zu produzieren. Die neue, indirekte Energieübertragung ist von der Natur inspiriert. Bei der pflanzlichen Photosynthese senden bestimmte Chlorophyllmoleküle Signale aus, die andere empfangen und dann einen Prozess zur Produktion elektrischer Spannung in Gang setzen. Diese Art der Energieübertragung nennt man dipolare Interaktion.
Spannungsübertragung um ein Viertel höher
Zurzeit werden die neuen Farbstoffsolarzellen an der EPFL getestet. Die Resultate sind vielversprechend. Die Spannungsübertragung konnte im Vergleich zu nur auf Phthalocyanin beruhenden Solarzellensystemen um 26 Prozent gesteigert werden. Das Modell hat noch weiteres Potential. Beispielsweise ist ein System mit drei oder sogar vier Farbstoffen vorstellbar.
