Solarer Anstrich

Wissenschaftler haben eine spezielle Farbe entwickelt, die unter Sonnenlicht elektrischen Strom erzeugt. Sie enthält winzige Partikel aus Titandioxid, die als Halbleiter fungieren.

Bislang fokussieren Forschungen in der Solarbranche in erster Linie auf die Optimierung von Silizium-basierten Solarzellen. Diese jedoch sind vergleichsweise teuer. Einige Wissenschaftler haben daher versucht, Solarzellen zu entwickeln, die ohne Silizium auskommen. Ein Beispiel sind sogenannte Quantenpunkt-Solarzellen, die aus lichtabsorbierenden Nanopartikeln bestehen, zum Beispiel Bleisulfid. Der Vorteil solcher Quantenpunkt-Solarzellen ist, dass sie jeweils einen bestimmten Teil des Lichtspektrums absorbieren und damit effizienter einsetzbar sind. Jedoch ist auch deren Herstellung teuer und der Prozess zeitaufwändig.

Prashant Kamat und Ian Lightcap von der University of Notre Dame in Indiana, USA, haben daher versucht, ein Quantenpunktmaterial zu entwickeln, das ohne spezielles Equipment auf eine leitfähige Oberfläche aufgetragen werden kann. Entstanden ist eine sogenannten Solarfarbe, die winzige Halbleiterpartikel enthält. Die Quantenpunkte in dieser Solarfarbe bestehen aus zwei Schichten: Sie enthalten einen Titandioxid-Kern (ein Nanokristall) der mit einer lichtabsorbierenden Schicht ummantelt ist, entweder Cadmiumsulfid oder Cadmiumselenid. Trifft ein Photon, also ein Lichtteilchen, mit der richtigen Energie auf die Oberfläche der Cadmium-Komponente, entweicht ein Elektron und das Titandioxid absorbiert es.

Mit dieser einfachen Methode ist es den Forschern gelungen, elektrischen Strom zu erzeugen. Der höchste Wirkungsgrad, den die Wissenschaftler mit einer Mischung aus Cadmiumsulfid und Cadmiumselenid ummantelten Nanopartikeln erzielten, lag allerdings bei nur einem Prozent, was im Gegensatz zu einer herkömmlichen Solarzelle, die einen Wirkungsgrad von zehn bis 15 Prozent erreicht, sehr wenig ist. Für die erste Generation der Solarfarbe ist dies aber dennoch ein zufriedenstellender Wert. Die Stärke der Solarfarbe liegt in ihrem relativ einfachen und schnellen Herstellungsverfahren. Außerdem kann sie in großen Mengen erzeugt werden. Theoretisch könnte man in Zukunft Solarzellen einfach auf Hausfassaden pinseln, so die Vision. Zunächst wollen die Wissenschaftler aber die Langzeitstabilität der Farbe untersuchen, sowie deren Wirkungsgrad erhöhen. Sollte dies gelingen, wäre das ein wichtiger Meilenstein in der Geschichte der Solarindustrie.

Josephin Lehnert

1 Kommentar

  • Das ist ein sehr interessanter Ansatz,
    jedoch ist der Umgang mit Cadmium-Verbindungen nicht gerade umweltfreundlich.
    Als Problematisch sehe ich die geringen Auswaschungen durch Regen und Witterung, die mit Sicherheit bei Anwendung in größerem Stil auf Gebäudeflächen o.ä. stattfinden.
    Es gäbe eine großflächige Minimalbelastung, die sich jedoch zu problematischen Werten in Flüssen oder dem Erdreich und Grundwasser aufaddieren kann.
    Es wäre schön wenn sich aufgrund der Forschungen auch noch ungiftige Verbindungen mit ähnlichen Eigenschaften finden..