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Die Grätzel-Zelle oder Farbstoff-Solarzelle

Mit einer so genannte Farbstoffsolarzelle, die von Michael Grätzel an der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne in der Schweiz Anfang der 1990er-Jahre entwickelt wurde, ist künstliche Photosynthese möglich.Die Grätzel-Zelle, nach ihrem Erfinder benannt, beruht nicht wie herkömmliche Solarzellen auf Silizium.
Herkömmliche Solarzellen beruhen hauptsächlich auf Silizium. Nicht so die Grätzel-Zelle: Sie besteht aus zwei flachen transparenten Elektroden, die im Durchschnitt 0,02 bis 0,04 mm auseinander liegen. Die Elektroden sind auf der Innenseite mit einer transparenten, elektrisch leitfähigen Substanz (beispielsweise auf Basis von Indium-Zinnoxid) beschichtet.

Farbstoff-Solarzelle


Die Vorzüge der Grätzel-Zelle können in den prinzipiell niedrigen Herstellungskosten und in der geringen Umweltbelastung bei der Herstellung liegen. Die Zelle kann diffuses Licht im Vergleich zu den herkömmlichen Solarzellen gut nutzen. Im Labor konnten Zellen bis 12,3 % Wirkungsgrad (zertifiziert) auf einer Fläche von 1 cm² hergestellt werden. Kommerziell erhältliche Module haben einen Wirkungsgrad im Bereich von 2 bis 3 %. Eine der Herausforderungen für Grätzel-Zellen liegt in der Stabilität über längere Betriebszeit. Das gilt insbesondere bei hohen Temperaturen ohne Lichteinfall. Bei Untersuchungen aus dem Jahre 2003 ließ die Effizienz nach 1000 Stunden Lagerung bei 80 °C im Dunkeln um ca. 6 Prozent nach. In einer 2011 publizierten Studie wird die Stabilität als hinreichend für 40 Jahre Betriebszeit in Mitteleuropa und für 25 Jahre in Südeuropa erachtet. Laut ihrem Erfinder sind Steigerungen im Wirkungsgrad bis 31 % für Einzelzellen denkbar.

 
 
 

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