Spanische Forscher haben eine Solarzelle mit 60 Prozent Wirkungsgrad entwickelt. Damit brachen sie ein bislang unüberwindbares Gesetz der Physik – zumindest in der Theorie. Die Entwicklung könnte in einigen Jahren die Energiebranche umkrempeln.
Nach 15 Jahren intensiver Forschung erzielten spanische Forscher kürzlich einen Durchbruch. Denn das Team entwickelte eine Solarzelle, die theoretisch einen Wirkungsgrad von 60 Prozent erreichen kann. Zum Vergleich: Aktuelle Solarzellen aus Silizium erreichen im Labor unter Idealbedingungen etwa 27 Prozent.
Zwar gibt es auch sogenannte Mehrfachsolarzellen, doch auch dieser erzielte bisher „nur“ einen Rekordwert von 46 Prozent. Die neue Technologie basiert auf einem Materialmix aus Galliumphosphid und Titan, der sich durch seine besonderen Eigenschaften auszeichnet.
Solarzelle mit 60 Prozent Wirkungsgrad überwindet Shockley-Queisser-Limit
Herkömmliche Solarzellen stoßen an eine natürliche Grenze. Diese ist auch als Shockley-Queisser-Limit bekannt und liegt bei einem Wirkungsgrad von etwa 33 Prozent. Damit ist es theoretisch unmöglich, bis zu zwei Drittel des Sonnenlichts in Strom umzuwandeln.
Doch der Materialmix der neuen Solarzelle aus Spanien könnte es theoretisch möglich machen, die physikalischen Grenzen zu überwinden. Zwar existiert noch kein funktionsfähiger Prototyp, doch erste Tests mit einem Quadratzentimeter großen Stück der Zelle zeigen immenses Potenzial.
Skalierung der Technologie als Herausforderung
Obwohl die theoretischen Werte vielversprechend sind, wird die Technologie wohl erst in einigen Jahren oder einem Jahrzehnt verfügbar sein. Denn sie lässt nicht so einfach im industriellen Maßstab skalierbar. Das Forschungsteam arbeitet jedoch bereits an einer Lösung für dieses Problem.
Darunter fällt neben der Produktion der Solarzelle auch ein Problem bei der Integration des Titans in den Herstellungsprozess. Die Entwicklung stellt dennoch bereits einen bedeutenden Schritt dar, um den Wirkungsgrad von Solarzellen drastisch zu erhöhen.
Ein noch stärkerer Ausbau der Technologie und günstigere Strompreise könnten die Folge sein. Denn wenn pro Quadratmeter mehr Strom erzeugt werden kann, spart am Ende auch der Verbraucher.
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