Solarzellen aus Holz

Solarzellen aus Holz

Solarzellen, die umweltfreundlichen Energieerzeuger, werden größtenteils leider aus nicht so umweltfreundlichen Materialien hergestellt – von seltenen Erden bis zu Plastik sind alle Bestandteile kaum nachhaltig.

Wissenschaftler der Universität Maryland, der South China University of Technology sowie der University of Nebraska-Lincoln haben nun eine neue Art von Papier aus Holzfasern entwickelt. Dieses spezielle Papier ist zu 96 Prozent transparent und könnte das Plastiksubstrat ersetzen, aus dem Solarzellen bestehen.

Die Anwendung des neuen Holzfaserpapiers würde nicht nur bedeuten, dass Solarzellen auf umweltfreundlichere Weise hergestellt werden könnten, sie wären auch billiger und sogar effizienter.

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Wie die Wissenschaftler erläutern, erzielen Solarzellen höhere Erträge, wenn die Materialien sowohl über eine hohe Transparenz verfügen, also lichtdurchlässig sind, als auch über eine hohe Opazität (Trübung), um die Streuung des Lichts zu begünstigen, was die Absorption des Lichts durch die Materialen erhöht. Bisher hatten aber Materialien mit hoher Transparenz (von über 90 Prozent) meistens eine geringe Opazität (weniger als 20 Prozent).

Das neue Holzfaserpapier hat eine ultimative Transparenz von 96 Prozent und eine ultrahohe Opazität von 60 Prozent, das ist der höchste je bei transparenten Substraten gemessene Wert. Der Grund dafür ist, dass das neue Papier nanoporös ist, während herkömmliches Papier mikroporös ist, also weniger Löcher hat, um Licht zu streuen.

Die Wissenschaftler haben Holzfasern mit einer Methode speziellen bearbeitet, die TEMPO genannt wird und die Fasern anschwellen lässt und zu engen Strukturen kompaktiert. In ersten Versuchen haben Holzfaser-basierte Solarzellen Licht mit zehn-prozentiger Effizient genutzt. Dazu wurden Siliziumzellen mit dem Material ummantelt. Die Laminierungstechnik kann an bestehende Solarzellen eingesetzt werden, um deren Effizienz zu steigern.

4 Bemerkungen

  • Was ist denn das für ein Quatsch – von wegen den „kaum nachhaltigen“ Materialien bei den herkömmlichen Solarzellen! Deren Grundmaterial ist Silizium, dem Hauptbestandteil von Quarzsand – den wiederum gibt es wortwörtlich „wie Sand am Meer“. Die „seltenen Erden“ wiederum braucht man nur in winzigsten Mengen zur Dotierung der Silizum-Halbleiterkristalle – so minimale Mengen, dass das definitiv weder ein Ressourcen- noch ein Umweltproblem darstellt.

    Zudem – wenn ich den Artikel richtig verstehe: Die Innovation betrifft ja gar nicht die Solarzellen selbst, sondern nur das Substrat, in das die Zellen eingebettet werden. Die obengenannten Materialien wird es also weiterhin brauchen.

    Ich begrüsse jede Innovation im Bereich „Solarzellen“, aber eine Kommunikation in marktschreierischer Manier durch Werbeleute, die von der Materie nichts, aber auch gar nichts verstehen … das möchte ich im Bereich der erneuerbaren Energien definitiv nicht haben!

  • Es ist richtig, dass die Erdkruste zu mehr als 15 Prozent aus Silizium besteht. Silizium ist kein seltenes Material. Allerdings ist die Gewinnung von industriell verwertbarem Silizium (das in der Regel aus Quarzsand gewonnen wird) mit einem hohen CO2-Ausstoß verbunden – leider. Und leider ist auch die Gewinnung seltener Erden mit sehr hohen Umweltbelastungen verbunden, selbst wenn diese nicht Hauptbestandteil von Solarzellen sind.

    Allerdings sind die Solarzellen, um die es im Artikel geht, in der Tat nicht direkt aus Holz, die Überschrift ist vielleicht ein wenig irreführend. Es hätte eher heißen müssen „Solarzellen mit holzartiger Ummantelung“.

    Wir bemühen uns, neue und für unsere Leser möglichst interessante Innovationen und Strategien rund um erneuerbare Energien vorzustellen. Werbung zu machen ist dabei nicht unsere Intention. Zumal es sich gerade in diesem Artikel um eine reine Studie handelt. Das Konzept ist noch nicht markttauglich.