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pte20191114021 Produkte/Innovationen, Forschung/Entwicklung

NASA testet die dünnste Solarzelle der Welt

Wissenschaftler konzentrieren Sonnenlicht mit Spiegeln und nutzen es daher gleich doppelt


Teilweise bestückte (schwarz) Konzentrator-Solarzelle (Foto: nasa.gov)
Teilweise bestückte (schwarz) Konzentrator-Solarzelle (Foto: nasa.gov)

Be'er Scheva (pte021/14.11.2019/12:30) - Die US-Weltraumbehörde NASA http://nasa.gov wird 2020 ein Solarmodul zur Internationalen Raumstation (ISS) fliegen, das leichter ist als jeder andere solare Stromerzeuger. Forscher der Ben-Gurion University of the Negev http://in.bgu.ac.il/en haben das Konzentrator-Modul entwickelt. Es bündelt mit seinen Optiken das Sonnenlicht viele 100 Mal.

Gewicht entscheidend reduziert

Der extrem helle Strahl fällt auf eine Hochleistungs-Solarzelle, die den Strom erzeugt. Das Prinzip haben Forscher am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme http://ise.fraunhofer.de entwickelt. Technisch umgesetzt wurde das Prinzip von Concentrix Solar, einem Unternehmen, das zur französischen Soitec Group gehört.

Den israelischen Forschern um Jeffrey Gordon ist es gelungen, die Dicke der aktiven Schichten einschließlich Optik so stark zu verringern, dass das Gewicht entscheidend reduziert wurde. Auf der Rückseite der Solarzellen wurden Spiegel angebracht, die das Sonnenlicht reflektieren, sodass noch mehr Strom erzeugt wird. Die gesamte Anordnung ist nur 1,7 Millimeter dick.

Ideal für kommerzielle Raumfahrt

Die Solarzelle ist für kommerzielle Einsätze interessant. Anders als bei militärischen Einsätzen und von Staaten geförderten Missionen, sind die Kosten für private Flüge entscheidend, um die Rentabilität sicherzustellen, etwa bei der Platzierung von Kommunikationssatelliten. Diese Kosten werden auch vom Gewicht der Nutzlast beeinflusst. Die Solarstrommodule haben einen großen Anteil. Der Markt für kommerzielle Raumfahrt ist mittlerweile ein wachsendes Milliardengeschäft. Das Konzept könnte für die beteiligten Firmen interessant sein.

Die Solarzelle ist so ausgelegt, dass sie den größten Teil des Sonnenlicht-Spektrums in Strom umwandelt. Der Rekord in Bezug auf den Wirkungsgrad bei weniger filigranen Konzentrator-Solarzellen liegt bei fast 50 Prozent. Die NASA will bei der ersten Mission, bei der die neuartigen Zellen dabei sind, testen, wie sie die speziellen Verhältnisse bei Start, Flug und auf der ISS selbst verkraftet. Sie sind Erschütterungen ausgesetzt und einer intensiven Strahlung im All. Wie auch immer der Versuch ausgeht: Die Forscher sind bereits dabei, noch dünnere Konzentrator-Solarzellen zu entwickeln. Sie sollen weniger als einen Millimeter dick sein.

(Ende)
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Ansprechpartner: Wolfgang Kempkens
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