Kostengünstiger Strom durch die Sonne
Solarzellen sind Geräte, die die Sonnenenergie in Strom umwandeln. Zu ihren offensichtlichen Vorteilen im Vergleich zur Verbrennung fossiler Brennstoffe gehören eine nachhaltige Produktion (eine nahezu unbegrenzte Lieferung von Brennstoffen) sowie kaum Schadstoffemissionen. Konventionelle Photovoltaik-Anlagen (PV) basieren auf anorganischer Halbleitertechnologie. Trotz des riesigen Sonnenangebots auf der Ende und des beeindruckenden jährlichen Wachstums der Solarbranche wird die umfassende Akzeptanz von Solarzellen mit anorganischer Halbleitertechnologie durch die Kosteneffizienz gebremst, betrachtet man sie unter dem Gesichtspunkt des Energieumwandlungswirkungsgrads. Organische und Hybrid-Technologie (eine Kombination aus organischer und anorganischer Technologie) könnten die Branche revolutionieren, da ihr zuvor begrenzter Wirkungsgrad ein nahezu wettbewerbsfähiges Niveau erreicht hat. Solarzellen basierend auf dieser Technologie erfassen das Licht besser über den gesamten Intensitätsbereich, u. a. auch bei bewölktem bzw. trübem Wetter oder niedrigem Lichteinfallswinkel. Ihre stabile maximale Leistungsabgabe ist in Verbindung mit niedrigen Materialkosten vielversprechend, insbesondere um integrierte Photovoltaiklösungen für den Innenbereich zu bauen. Europäische Wissenschaftler initiierten das Projekt "Efficient Solar Cells based on Organic and hybRid Technology" (E scort), um innovative Werkstoffe und Verfahren für die Produktion von Farbstoffsolarzellen zu entwickeln. Farbstoffsolarzellen absorbieren das Sonnenlicht über einen photosensiblen organischen Farbstoff und produzieren in einem der Photosynthese ähnlichen Verfahren Energie aus den angeregten Elektronen. Elektronen werden auf einen kostengünstigen anorgansichen Halbleiter weitergeleitet, etwa Titandioxid (TiO2), während Löcher zu einem Ladungsträger transferiert werden. Das Konsortium bündelt die Erfahrungen auf dem Gebiet der Farbstoffsolarzellen in der EU und Indien und setzt dabei auf kreative Molekulartechnik und jüngste Fortschritte in der Nanotechnologie. Die Wissenschaftler untersuchen alle kritischen Farbstoffsolarzellen-Subsysteme, um neue Werkstoffe und Verfahren zu entwickeln und damit den Umwandlungswirkungsgrad von Farbstoffsolarzellen deutlich zu erhöhen. Zu den bisherigen Ergebnissen gehört die Entwicklung neuer Farbstoffsensibilisatoren, nanostrukturiertes Titanoxid und nanostrukturierte Antireflexbeschichtungen sowie verbesserte Ladungsträger in Elektrolyten. Die Farbstoffsolarzellen wurden mit guter Reproduzierbarkeit zusammengebaut und werden gegenwärtig getestet. Fortschritte haben sich in 30 wissenschaftlichen Arbeiten bemerkbar gemacht, die in Fachzeitschriften (siehe Projektwebseite) veröffentlicht wurden. Die Technologie von Escort wird den derzeitigen Stand der Technik übertreffen und die umfassende Akzeptanz von Farbstoffsolarzellen fördern. Neben dem Nutzen für Klima und Umwelt könnte der Lebensstandard in nahezu 640 000 indischen Dörfern dank kostengünstiger Solarenergie für Haushalte, Krankenhäuser und Schulen verbessert werden.
