Das Beste aus beiden Welten für die solare Energieumwandlung
Organische Photovoltaik (OPV) und Farbstoffsolarzellen (DSSC) sind vielversprechende Dünnschichttechnologien, im Vergleich zu den kristallinen Technologien auf Siliziumbasis. Bei OPV werden organische Halbleiter zur Lichtumwandlung verwendet, während DSSC etwa wie die Photosynthese funktioniert. Die Vorteile der OPV sind die deutlich geringeren verbundenen Kosten. Allerdings sind die langfristige Stabilität und der Wirkungsgrad nicht vergleichbar mit herkömmlichen Silizium und Kupfer-Indium-Gallium-Selenid (CIGS). DSSC weisen eine höhere Effizienz auf, haben aber Probleme im Zusammenhang mit der Instabilität der Elektrolytmaterialien. Wissenschaftler haben das EU-finanzierte Projekt "All-carbon platforms for highly efficient molecular wire-coupled dye-sensitized solar cells" (MOLESOL) auf den Weg gebracht, um ein neuartiges Hybridgerät mit verbessertem Wirkungsgrad zu entwickeln. Während der ersten Berichtsperiode entwickelten die Wissenschaftler eine optimierte DSSC mit einer Graphenkathode. Insbesondere ersetzen Graphen-Nanoplättchen (GNP) in Form transparenter Dünnschichten auf Fluor-dotiertem Zinnoxid (FTO) herkömmliches Platin (Pt). Die Wissenschaftler untersuchten auch Alternativen zu Pt-FTO in Bezug auf die elektrokatalytische Aktivität und stellten fest, dass Verbindungen auf Kobaltbasis (Co) vielversprechend sind. Bei Co-vermittelten DSSC zeigten GNP eine sehr hohe katalytische Aktivität. Diese DSSC erzielten auch hohe Wirkungsgrade sowohl für GNP als auch für Pt-basierte Kathoden, obwohl die GNP-Kathoden in der Regel überlegen waren. MOLESOL erwartet, die besten Eigenschaften der führenden dritten Generation von Solarzellentechnologien -OPV und DSSC- zu kombinieren. Diese Dünnschichtsysteme erleichtern die roll–to–roll- Produktion, und damit eine deutliche Steigerung des Wirkungsgrads zusammen mit reduzierten Kosten und verbesserter Stabilität. Eine breite Marktakzeptanz von Solartechnologien wird sich positiv auf die Umwelt auswirken und die Wettbewerbsfähigkeit der kleinen und mittleren Unternehmen aus diesem Sektor steigern.
