Transparente Deckschicht kühlt Solarzellen effektiv

Dünnes Siliziumoxid, das über die Solarzelle gelegt wird, soll das Hitzeproblem nun lösen. Das Material ist transparent für das sichtbare Sonnenlicht, die die Solarzelle betreibt, fängt aber thermische Strahlung beziehungsweise Infrarotstrahlung ein und emittiert sie. «Solarfelder müssen auf die Sonne gerichtet sein, um zu funktionieren, obwohl die Hitze schädlich für die Effizienz der Zellen ist», meint Studienleiter Shanhui Fan.

«Unser thermischer Überzug erlaubt dem Sonnenlicht durchzuscheinen und es zu konservieren oder sogar die Absorption zu vergrössern. Aber die Anordnung kühlt auch die Zelle, indem sie die Hitze emittiert und damit die Effizienz der Zellen erhöht», sagt Fan.




Die Testergebnisse haben gezeigt, dass die Anordnung die Temperatur um 23 Grad Fahrenheit reduziert. Für eine typische kristalline Solarzelle mit einem Effizienzgrad von 20 Prozent würde eine Abkühlung von 23 Grad Fahrenheit eine Effizienzsteigerung von über einem Prozent ergeben.

Ziel Massenproduktion

Um die ökonomische Durchführbarkeit zu gewährleisten, wollen die Forscher die Nanodruck-Lithografie zur Produktion der Siliziumdioxid-Materialien skalierbar machen. Und das soll nicht der einzige Weg bleiben. «Neue Technologien zur Produktion von solchen Materialien werden sich weiter verbessern», so Fan. Wenn es nach den Forschern geht, hat die Technologie signifikantes Potenzial für jegliches System oder Gerät, das im Freien genutzt wird und nach Kühlung verlangt und gleichzeitig das sichtbare Spektrum des Sonnenlichts konservieren soll.