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Hybridsolarzellen sollen die Vorteile und Möglichkeiten von anorganischen und organischen Solarzellen verknüpfen.
Wafersolarzellen beherrschen heute den Markt. Doch daneben sind Dünnschichtsolarzellen Standard, und es gibt mit organischen und Mehrfach-Solarzellen noch weitere vielversprechende Bauarten.
Photovoltaik
Das Potenzial von Solarzellen ist noch lange nicht ausgeschöpft – verbesserte Bauweisen und neue Materialien könnten den Wirkungsgrad deutlich erhöhen.
Organische Polymer-Solarzellen sind flexibel und effizient und eröffnen damit eine neue Dimension der Anwendungen für Solarzellen auf verschiedenen Materialien.
Durch neue technische Entwicklungen steigen die Wirkungsgrade von Solarzellen, während die Produktionskosten weiter sinken.
Forschung – gefördert vom BMBF
In einem deutsch-schwedischen Projekt untersuchen Wissenschaftler, wie sich der Wirkungsgrad einer neuen Klasse von Solarzellen steigern lässt.
Materie
Elektronische Bauteile werden immer kleiner. Selbst einzelne Moleküle übernehmen bereits Funktionen in Schaltkreisen: So dient beispielsweise ein einzelner Proteinkomplex als Solarzelle.
Wettbewerbe
Im Rahmen des Wettbewerbs „SolarMobil Deutschland“ schicken die Teilnehmenden ihre selbstgebauten Solarmodellfahrzeuge ins Rennen.
Neue Materialmischung könnte sich für die Massenproduktion eignen, da sie hohe Wirkungsgrade ermöglicht, die mit der Zeit nur wenig abnehmen.
Bei schrägem Lichteinfall erzeugen Solarzellen mit nanostrukturierter Oberfläche mehr Strom als konventionelle Module.
Forscher entwickeln Prototyp einer neuartigen Thermo-Solarzelle aus Nanoröhrchen und photonischen Kristallen.
Eine integrierte Solarzelle macht die Energiezufuhr von außen überflüssig
Dünne Sandwichzelle mit feinsten Gitterstrukturen minimiert Streuverluste und verdreifacht Effizienz organischer Solarzellen.
Quantenphysikalischer Prozess zeigt, wie bisher ungenutze elektrische Ladungen die Stromerzeugung erhöhen können.
Neues Material verhindert, dass sich durch Sonnenlicht erzeugte Ladungsträger nutzlos wieder vereinigen.
Mit Quantenpunkten aus Bleiselenid und dem Pigment Titanoxid könnten auch "heiße" Elektronen zur Stromgewinnung in Solarzellen beitragen
Die Farbstoff-Solarzelle als organische Konkurrenz zur herkömmlichen Siliziumzelle wird immer effizienter. Ein internationales Forscherteam konnte durch die Zugabe eines weiteren Farbstoffs die Stromproduktion signifikant erhöhen.
Durch die geschickte Wahl von Materialien steigern Wissenschaftler den Wirkungsgrad einer Tandemzelle auf 17,3 Prozent.
Kombination zweier Solarzellen nutzt das Sonnenlicht effizienter – so sind über 25 Prozent Wirkungsgrad möglich.
Prototyp lässt sich über günstige Beschichtungsmethoden fertigen und hält Temperaturen von bis zu 600 Grad stand.
Hoch effiziente Solarzellen und schnellere Schaltkreise können durch ein neues Produktionsverfahren für Galliumarsenid-Schichten günstiger werden
Mit modifizierten Zinkoxid-Schichten lässt sich die Stromausbeute von organischen Solarzellen deutlich steigern
Extrem dünne, leichte und flexible Energiefolie erreicht Spitzenwert von zehn Watt pro Gramm.
Lichtaktive Farbstoffe konzentrieren effizient Sonnenlicht - und Solarzellen an den Fensterkanten erzeugen daraus Strom.
Material lässt sich mit standardmäßigen Verfahren aufbringen, dadurch sollen die Herstellungskosten sinken.
Eine neue organische Solarzelle lässt fast die Hälfte des Sonnenlichts hindurch, während sie gut zehn Prozent des einfallenden Lichts in elektrischen Strom umwandelt.
Günstiges faltbares Kraftwerk liefert genug Strom, um einen Laptop-Monitor zu versorgen
Neuer Ansatz soll Wirkungsgrad von Solarzellen drastisch steigern helfen.
Eine neue Solarzelle ist zehnfach dünner als herkömmliche Dünnschichtzellen – erreicht dank eines raffinierten Tricks aber dennoch einen hohen Wirkungsgrad.
Röntgenuntersuchung zeigt Strukturveränderungen in Solarzellen auf Polymerbasis.
Bundesforschungsministerin Annette Schavan und die Vorstände von BASF, BOSCH, MERCK und SCHOTT haben am Mittwoch in Frankfurt eine gemeinsame Technologieinitiative für Organische Photovoltaik vorgestellt.
Physiker konnten die Stabilität von Solarzellen aus Perowskit deutlich steigern. Ein Interview mit Michael Grätzel.
Blau glänzende Silizium-Solarzellen sind heute Standard, doch eine rosafarbene Konkurrenz ist stark auf dem Vormarsch.
Aufnahmen zeigen ungewöhnliche Verformungen der Kristallstruktur, die den hohen Wirkungsgrad dieser Solarzellen erklären könnten.
Analoger Aufbau zu einem Koaxial-Kabel steigert Wirkungsgrad von nichtkristallinen Dünnschichtzellen aus Silizium
Eine zusätzliche Schutzschicht ermöglicht es erstmals, mit Perowskitsolarzellen länger als fünf Jahre Solarstrom ohne große Verluste zu erzeugen.
Elektronik in Textilien und kleine Mobilgeräte könnten in Zukunft mit dünnen und biegsamen Solarzellen betrieben werden. Statt auf starre Siliziummodule setzen die Forscher auf Plastik- oder Farbstoffsolarzellen.
Mit einem flüssigen Metallfilm lässt sich die Ausbeute an Sonnenstrom steigern.
Günstige Perowskit-Solarzellen und Eisen-Nickel-Katalysatoren zu effizienter Gasfabrik verknüpft.
Winzige Kohlenstoff-Strukturen sollen die Verluste an Ladungsträgern verringern helfen.
Forscher an der Rice Universität entwickelten ein System, das Nanoantennen mit Halbleitern kombiniert und ein größeres Spektrum der Sonnenstrahlen für die Energiegewinnung in Solarzellen ausnutzt
Geschickte Zellarchitektur nutzt mehr Sonnenlicht zur Stromerzeugung - Prototyp mit sechs Prozent Wirkungsgrad
2007 gelang es einer Forschergruppe des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung und des Stuttgarter Sony Materials Science Center, aus grünem Licht blaues hervorzubringen.
Hybridzelle kann aus Sonne, Wind und Regen elektrischen Strom erzeugen.
Mit einem Wirkungsgrad von etwas mehr als 26 Prozent nähert sich ein neuer Prototyp dem theoretischen Limit.
Regeneration nach dem Vorbild von Blättern könnte Lebensdauer von empfindlichen Solarzellen deutlich steigern
Raue Oberflächen lassen herkömmliche Solarzellen mehr Sonnenlicht einfangen - bei richtiger Struktur sorgen sie obendrein für Selbstreinigung
Die durch Solarzellen produzierte Energie hat fast nur Vorteile: Ihre Quelle ist schier unerschöpflich und die Energieproduktion verursacht weder Abgase noch gesundheitsgefährdenden Müll. Der einzige Nachteil liegt in den hohen Kosten der…
Günstigeres Produktionsverfahren für organische Solarzellen und Leuchtdioden.
In einem Nanomaterial entdeckten Forscher ein neues Phänomen, mit dem sich durch Licht erzeugte Ladungen mehrere Tage lang speichern lassen.
Teilchen
Neues Nanomaterial absorbiert Licht aus allen Richtungen - Weg zu effizienteren Solarzellen
Anti-Reflexionsschicht nach dem Vorbild der Insekten fängt mehr Sonnenlicht ein
Eine neue Methode, um Perowskitschichten in Solarzellen zu kombinieren, erhöht deren Wirkungsgrad und Haltbarkeit.
In den Morgenstunden sind Perowskitsolarzellen besonders effizient. Das zeigt ein neues Testverfahren unter realitätsnahen Umweltbedingungen.
Leben
Pigmente im Insektenpanzer können aus Sonnenlicht elektrischen Strom erzeugen
Experimente mit 2D-Kristallen zeigen, wie vielfältig sich diese Materialklasse in der Optoelektronik einsetzen lässt.
Eine kompakte Kombination aus Solarzelle und Wasserelektrolysegerät erlaubt die Herstellung von Wasserstoff ohne Schadstoffausstoß.
Mit einer Schicht aus Pentacen-Molekülen lassen sich prinzipiell Solarzellen effizienter gestalten.
Nanodichtung schützt empfindliche Plastikelektronik vor Feuchtigkeit
Große Höhe und niedrige Temperaturen können die Ausbeute von Solarzellen steigern.
Eine besondere Nische unter den Solarzellen nehmen Module aus Kunststoff-Halbleitern ein. Ihre Wirkungsgrade liegen zwar deutlich unter zehn Prozent, doch lassen sie sich auf große und sogar gewölbte Flächen auftragen. Ein amerikanisch-koreanisches…
Solarzellen aus kristallinem Silizium wandeln fast 20 Prozent des einfallenden Sonnenlichts in Strom um. Doch gerade die energiereichen Strahlen im ultravioletten Bereich nutzen sie kaum.
Erneuerbare Energien
Um Sonnenlicht in elektrischen Strom umzuwandeln, gibt es im Wesentlichen zwei verschiedene Wege: Photovoltaik und Solarthermie.
Japanische Falt- und Schnittkunst ermöglicht einfache und elegante Ausrichtung der Solarzellen auf den Tageslauf der Sonne.
Solarzellen sollen einen möglichst großen Teil der Wärmestrahlung, des sichtbaren und des ultravioletten Lichts in Strom umwandeln. Je besser die Anpassung der Solarmodule an das Sonnenspektrum klappt, desto eher kann der Wirkungsgrad von heute etwa…
Meerwasserentsalzung
Eine neue Solaranlage nutzt das Sonnenlicht gleich zweifach: Es erzeugt Strom und entsalzt gleichzeitig Meerwasser.
Neue Zuchtmethode könnte zu besseren Solarzellen, Leuchtdioden und Schaltkreisen führen
Mithilfe von quantenmechanischen Modellen untersuchten Forscher den effizienten Energietransport in Bakterien.
Teilchenphysik
Im Interview berichtet Christian Spiering, wie er und seine Kollegen nahezu masselose Elementarteilchen nutzen, um Informationen über das Universum zu gewinnen.
Strom aus Sonnenlicht ist heute um ein Vielfaches teurer als Elektrizität aus Kohle oder Kernkraft. Höhere Wirkungsgrade und geringere Produktionskosten für die Photovoltaik-Module sollen die Module jedoch konkurrenzfähig machen. Linsen und…
Forscher der Harvard-Universität haben mit Nanodrähten aus Silizium eine Solarzelle gebaut, die etwa tausendmal dünner ist als ein menschliches Haar.
Mit einem völlig neuen Farbstoff gelang schweizerischen Forschern eine Rekordstromausbeute von 7,2 Prozent bei Solarzellen.
Forscher entwickeln Solarzellen aus winzigen Kohlenstoffröhrchen. Die optischen Antennen könnten eine Alternative zu Halbleitermodellen werden.
Neue kostengünstige Methode zum Speichern überschüssiger Solarenergie ideal in Kombination mit Farbstoffsolarzelle
An der Rutgers-Universität in New Brunswick entdeckten Physiker, dass mit Bismut-Eisen-Oxidkristalle eine schaltbare Diode hergestellt werden kann. Dazu wirkt der Kristall wie eine Solarzelle, weshalb die Forscher ihn als nützlich für elektrooptische…
Natürlicher lichtsammelnder Komplex lässt sich zur Stromerzeugung mit Elektroden koppeln.
Schrumpfen die Strukturen auf modernen Computerchips schon auf Maße unter 65 millionstel Millimeter, suchen Forscher intensiv nach noch kleineren Bauteilen. Ein winziges Modul auf der Basis einer Farbstoff-Solarzelle kann hierfür als lichtgesteuerter…
Neue Verfahren können den Weg zur Serienfertigung von kostengünstigen und dennoch effizienten Solarzellen ebnen.
Neues Analyse-Werkzeug für dymanische Prozesse kann zu besseren Solarzellen und Sensoren führen.
Flexible und günstige Photovoltaik-Module lassen sich auch ohne flüchtige Lösungsmittel können produzieren - und erreichen sogar einen höheren Wirkungsgrad
Neues Verfahren liefert Einblicke in den Energietransport in Plastik-Elektronik - Mehr Licht und Strom aus organischen Polymeren möglich
Effizienz von Farbstoff-Modulen durch geschickte Architektur verdoppelt
Ein neuer Prototyp verringert den Verlust von Ladungsträgern und zeigt gleichzeitig über viele Stunden einen hohen Wirkungsgrad.
Modul-Prototyp erzielt über 16 Prozent Wirkungsgrad - EU-Projekt will Kosten in allen Fertigungsschritten deutlich senken
Für organische Leuchtdioden und biegsame Solarzellen aus Polymeren hapert es an einer langlebigen, durchsichtigen und zugleich flexiblen als auch leitfähigen Unterlage.
Hauchdünnes Material verdoppelt die Effizienz der künstlichen Photosynthese.
Lasermethode soll zu besseren Nanostrukturen, organischen Solarzellen und lichtaktiven Proteinen führen
Neues Verfahren soll zur Entwicklung von winzigen Nanoschaltkreisen und effizienteren Solarzellen beitragen
Neue Methode ebnet den Weg zu einer günstigen Massenproduktion von dünnen Metallfilmen, auf denen sich Plasmonen fast perfekt bewegen können
Ein Synthesegas aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid lässt sich klimaneutral erzeugen. Das Verfahren könnte die weltweite Kohlendioxidproduktion reduzieren helfen.
Photovoltaik ist die direkte Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie. Ihr Einsatz ist in Deutschland seit Ende des letzten Jahrhunderts enorm gestiegen.
Flugroboter
Nach dem Vorbild von Insekten haben Wissenschaftler einen winzigen Flugroboter entwickelt, der seinen Strombedarf mithilfe von Solarzellen deckt.
Beschichtet mit einem Film aus lichtaktiven Nanokristallen fängt eine Glasscheibe das Sonnenlicht ein und leitet es auf konventionelle Solarzellen.
Universum
NASA hofft auf weitere Nutzung als stationäre Plattform - wenn Spirit den harten Marswinter übersteht
Das Sonnenlicht ist nutzbar zur Stromerzeugung und zur Warmwasserbereitung – Solarthermie. Eine dritte, besonders erfolgversprechende Variante ist die Stromerzeugung in solarthermischen Kraftwerken.
Am 1. Januar 2009 vereinigten sich in Berlin das Hahn-Meitner-Institut (HMI) und die Berliner Elektronenring-Gesellschaft für Synchrotronstrahlung (BESSY) zum neuen Helmholtz-Zentrum für Materialien und Energie.
Die Korngrenzen in bestimmten Dünnschicht-Materialien sind für Ladungsträger kein Hindernis. Vielmehr helfen sie dabei, Verluste beim Ladungstransport zu verringern.
Schalenhaut dient als Unterlage für die Zucht von Bleisulfid-Kristalliten
Preise, Politik und Institutionen
Projekt zu neuer Solarzellentechnologie gestartet
Quelle: https://www.weltderphysik.de/service/suche/
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