Sulfosalze sollen Photovoltaik revolutionieren

8. November 2008, 10:23
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In Salzburg wurden Dünnschichtsolarzellen aus Sulfosalzen mittels Ionenzerstäubungsmethode produziert - "angewandte Grundlagenforschung"

Salzburg/Wien - "Wir sind weltweit die ersten, die hier am Ball sind" - ihre Pionierqualität haben Salzburger Forscher rund um den Materialwissenschafter Herbert Dittrich unter Beweis gestellt, als es ihnen nach eigenen Angaben gelang, erstmals Dünnschichtsolarzellen aus Sulfosalzen mittels Ionenzerstäubungsmethode zu produzieren. Diese Mineralfamilie bestärkt Hoffnungen, später einmal auf die klassischen, aber teureren Silizium-Solarzellen in der Photovoltaik verzichten zu können.

Mit dem neuartigen Halbleitermaterial "haben wir derzeit einen Wirkungsgrad von fast einem Prozent erreicht" und beweisen können, dass die Methode funktioniert, meinte der Chef des Christian-Doppler-Labors "Applications of Sulfosalts in Energy Conversion" an der Uni Salzburg. "Nun steht uns ein mühsamer Weg bevor, das Material zu erarbeiten", so Dittrich.

Optimierung und Abstimmung

Denn "es geht nicht nur darum, die Sulfosalze zu optimieren, sondern auch darum, die funktionierenden Schichten, die zusammenspielen müssen, abzustimmen". Es müsse erhoben werden, ob die Schichten sich vertragen, ob es zu unerwünschten Diffusionen oder Reaktionen kommt. So möchte der Materialforscher auch noch nicht an Einsatzmöglichkeiten denken. Betrieben wird hier "angewandte Grundlagenforschung". Mühsam ist die Arbeit in sofern, als dass sich die Pioniere "auch alles selbst erarbeiten müssen" - "es gibt hier keine Literatur".

Sulfosalze

Sulfosalze kommen in der Natur zum Beispiel in hydrothermalen Lagerstätten vor, laut Dittrich gibt es rund 200 verschiedene Arten "mit unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung und Struktur". 28 verschiedene Sulfosalze besorgte sich der Materialforscher aus Mineraliensammlungen und untersuchte sie auf Halbleiterqualitäten, die alle erfüllten. Gerade mit dieser Eigenschaften ortet Dittrich "gewaltiges Potenzial".

Aufgrund der Halbleitereigenschaften lassen sich mit Sulfosalzen nicht nur Anwendungen auf dem Gebiet der Photovoltaik (Solarzellen) erschließen, sondern auch bei der Thermoelektrik (z.B. thermoelektrische Generatoren) sowie bei der Sensorik (z.B. Röntgendetektoren). Ein Beispiel einer Sulfosalz-Anwendung in gängigen Hightech-Produkten ist etwa die wiederverwertbare CD: "Eine funktionale Schicht eines Sulfosalzsystems ermöglicht das Beschreiben, aber auch das Löschen der Daten", so Dittrich.

Effizienz

Beim Potenzial der Sulfosalze als Silizium-Ersatz in Solarzellen sind vor allem die Herstellungskosten pro Kilowatt-Stunde maßgeblich. Sie bemessen sich an der Technik sowie an der Effizienz. "Wenn wir vergleichbare Wirkungsgrade mit den Sulfosalzen erreichen", dann stünde ein wesentlich billigeres Material zur Verfügung. Die neuen Dünnschichtmaterialien aus Sulfosalzen wandeln das Licht wesentlich effizienter in elektrischen Strom um, als das bisher in der klassischen Photovoltaik übliche Silizium. Dass die Elemente in den Sulfosalz-Systemen wie auch die Synthese der Verbindungen kostengünstig sind, weckt auch das Interesse der Industrie.

Dass die Forschung noch eher in den Kinderschuhen steckt, sieht Dittrich gelassen: Der Photovoltaikmarkt sei ein "langfristiger Wachstumsmarkt". (APA)

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    Sulfosalze könnten in der Zukunft als Silizium-Ersatz in Solarzellen eingesetzt werden.

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