Frage zu Solarzellen und Wellenlängen?
Kennt sich wer damit aus?
ich habe neulich einen Artikel gelesen das man es geschafft hat das Solarzellen aus verschiedenen Wellenlängen des Lichts Energie gewinnen, ich dachte immer nur es wäre nur aus einer Wellenlänge.
Wie genau ist das denn jetzt nun? ist das neue Errungeschaft oder wurde die Energie schon immer mit Hilfe von drei Bereichen des Lichts erzeugt?
LG
4 Antworten
Das sind Mehrfach- oder Tandem-Solarzellen (englisch: multi-junction solar cells). Sie bestehen aus übereinander liegenden Schichten, die verschiedene Abschnitte des Spektrums verwerten. Die Schichten können aus verschiedenen Materialien bestehen, die für die betreffenden Wellenlängen jeweils besonders geeignet sind. Von allen Solarzellentypen nutzen die Tandem-Solarzellen die Energie des Lichtes am besten aus.
https://de.wikipedia.org/wiki/Tandem-Solarzelle
In den 1980er Jahren hat man die ersten Tandem-Solarzellen mit zwei Schichten gebaut. Um die Jahrtausendwende gab es die ersten mit drei Schichten und im zurückliegenden Jahrzehnt auch welche mit vier Schichten.
Hier ist ein Diagramm, das zeigt, wie im Lauf der Zeit verschiedene Typen von Solarzellen entwickelt wurden und wie ihr Wirkungsgrad verbessert wurde:
https://en.wikipedia.org/wiki/File:CellPVeff(rev190416).pdf
Dem Diagramm zufolge sind unter den Tandem-Solarzellen wiederum die mit Konzentratoren die effizientesten, d.h. solche, bei denen man das Licht z.B. – mit einer Linse – bündelt, bevor es auf die eigentliche Zelle trifft. Damit das funktioniert, muß man das Solarmodul allerdings mit einer Nachführvorrichtung (Heliostat) immer in Richtung Sonne ausgerichtet halten.
Mit einem solchen Modul, das europäische Labors gemeinsam entwickelt haben, wurde ein Weltrekord im Wirkungsgrad erzielt:
https://www.ingenieur.de/technik/fachbereiche/energie/konzentrator-photovoltaik-all-time-high-beim-modulwirkungsgrad/modulwirkungsgrad.html
Jede Lichtfarbe hat ihre eigene Wellenlänge. Mit Solarzellen kann nur aus einem engen Bereich Energie erzeugt werden, deswegen sind Solarzellen auch so ineffizient.
Wenn man das ganze Lichtspektrum nutzen könnte, wären unsere Energieprobleme so gut wie gelöst.
Salopp gesagt: Aus der Wellenlänge des Lichtes kann man ableiten, wie viel Energie das Licht hat. Wenn man eine Solarzelle mit UV-Licht bescheinen lässt, dann wird man deutlich mehr Leistung erzeugen können als wenn man das mit rotem Licht macht.
Das ist aber keine neue Erkenntnis.
Weißes licht besteht zum bEispiel aus drei Farben zumindest wenn du es mit Ledlampen erzeugen willst.