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pte20180309019 Umwelt/Energie, Forschung/Technologie

Hybrid-Solarzelle gewinnt Strom bei Regen

Forschern gelingt einfache Kombination mit Nanogenerator


Regenwolken: Hybrid-Zellen wäre das egal (Foto: Peter von Bechen, pixelio.de)
Regenwolken: Hybrid-Zellen wäre das egal (Foto: Peter von Bechen, pixelio.de)

Suzhou (pte019/09.03.2018/13:30) - Forscher der chinesischen Soochow University http://eng.suda.edu.cn haben eine Hybrid-Solarzelle entwickelt, die bei Regen ebenso Strom liefert wie bei Sonnenschein. Möglich macht das die Kombination eines durchsichtigen Nanogenerators mit einer herkömmlichen Silizium-Solarzelle. Dem Team zufolge ist ihr Design deutlich einfacher als bisherige derartige Ansätze, was den Hybrid-Generator effizienter macht.

Allwetter-Stromerzeugung

Klassische Solarzellen liefern nur bei Sonnenschein Strom, was sie beispielsweise für Gegenden mit vielen Regentagen nur mäßig attraktiv macht. Daher gibt es Ansätze zur Kombination mit anderen Stromerzeugern wie triboelektrischen Nanogeneratoren (TENGs). Bislang sind solche Hybride aber relativ komplex aufgebaut. In einer in "ACS Nano" veröffentlichten Arbeit stellen die Chinesen nun eine Hybrid-Solarzelle vor, die einfacher und damit effizienter ist.

"Der größte Durchbruch bei dieser Arbeit ist, dass ein integrierter Generator aus Solarzelle und TENG mit geteilter gemeinsamer Elektrode demonstriert wurde", meint Mitautor Zhen Wen gegenüber "Phys.org". Der neue Hybride hat drei wichtige Lagen: Eine Silizium-Solarzelle, eine TENG-Schicht aus einem speziell strukturierten durchsichtigen Polymer und dazwischen eine ebenfalls trasparente, geteilte Polymer-Elektrode. Dieses einfache Design verspricht diverse Vorteile.

Hilfreicher Wasserschutz

Die TENG-Polymer-Schicht fungiert auch als schützende Barriere, die verhindert, dass Wasser in die Silizium-Solarzelle eindringen kann. Die Struktur der Elektroden-Schicht wiederum hilft, unerwünschte Lichtereflexionen zu mindern und sorgt damit für einen höhere Ausbeute der Solarzelle bei Sonnenschein. Ein Nachteil des Designs ist Wen zufolge allerdings, dass TENG und Solarzelle nicht gleichzeitig Strom liefern können - was jedoch nur bei Schauern trotz weitgehend klarem Himmel zu tragen käme.

Das Design der Hybrid-Solarzelle mache diese leichtgewichtig und sehr effizient, so der Forscher. Das Team arbeite nun daran, das Hybrid-Konzept in einem fadenförmigen Gerät umzusetzen, das verwebt werden könnte. "Ich wünsche mir, Kleidung herzustellen, die Strom aus Sonne und Regen gewinnen kann, um Wearable-Elektronikgeräte zu betreiben", meint Wen.

(Ende)
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