Solarstrom aus dem Innenraum jetzt möglich

Neue Zelle taiwanesischer Wissenschaftler liefert Energie ohne eine direkte Sonneneinstrahlung

Raum: Neue Solarzelle könnte auch hier Strom erzeugen (Foto: reallywellmadedesks, pixabay.com)

Hsinchu (pte005/26.06.2025/07:50)

Diffuses Tageslicht sowie Kunstlicht lassen sich laut Forschern der National Yang Ming Chiao Tung University bald zur Stromerzeugung für Smartphone- und Laptop-Batterien nutzen. Konventionelle Solarzellen sind dafür ungeeignet. Doch die Experten haben sie so modifiziert, dass sie sich mit "minderwertigem" Licht begnügen.

Optimale Bandlücke

Als Basismaterial dient eine Perowskit-Struktur. Das poröse Material fängt Licht mit hoher Effektivität ein und wandelt es in Strom um. Zellen dieser Art machen der etablierten Silizium-Photovoltaik zunehmend Konkurrenz, weil sie viel billiger und leichter sind, der Wirkungsgrad allerdings ähnlich hoch ausfällt.

Um dieses Material für das Licht in Innenräumen zu sensibilisieren, mussten die Wissenschaftler die sogenannte Bandlücke anpassen. Bandlücken beschreiben die Mindestenergie, die Elektronen benötigen, um auf höhere Energieniveaus zu springen, sodass sie als Strom genutzt werden können.

Dieser Energiebedarf ist in Innenräumen höher als unter strahlender Sonne. Das Kunststück, die optimale Bandlücke zu finden, gelang durch Veränderung des Materials. Eine Anpassung der Bandlücke ist bei Silizium-Solarzellen nicht möglich.

Geringe Nettoausbeute

Unter einer Standard-Sonnenbeleuchtung (nahe 12.000 Lux) erreichen die Perowskit-Zellen des Teams einen Wirkungsgrad von 12,7 Prozent, was im Vergleich zu Silizium-Solarzellen, die ebenso wie "normale" Perowskit-Zellen auf 26 Prozent kommen, nicht viel ist.

Bei weniger als 2,000 Lux, was nur einem Bruchteil des Lichts entspricht, das an einem sonnigen Tag von der Sonne kommt, und einer ähnlichen Helligkeit wie in Büros, haben die angepassten Perowskit-Zellen jedoch einen beeindruckenden Wirkungsgrad von 38,7 Prozent.

So viel schafft keine Solarzelle für den Außenbereich. Da der Lichteinfall allerdings gering ist, fällt auch die Netttoausbeute der Zellen im Innenraum weitaus geringer als bei normalen Solarzellen aus, die direktes Sonnenlicht bekommen. Für Kleinverbraucher reicht es jedoch allemal.

"Unsere Zellen sind für viele Anwendungsszenarien besser geeignet als konventionelle Zellen, beispielsweise für schattige bewölkte Außenbereiche, Innenräume und andere Umgebungen mit schwachem Licht", so Entwicklungsleiter Fang-Chung Chen abschließend.

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