Effizientere Solarmodule nutzen Abwärme

Ein US-amerikanisches Forscherteam glaubt, den derzeit technisch erreichbaren Wirkungsgrad von Solarzellen nahezu verdoppeln zu können. Dazu soll auch ein Anteil bislang nicht nutzbarer eingestrahlter Sonnenenergie in Elektrizität umgewandelt werden, der derzeit noch als Wärme verloren geht. Grundlage der neuen Zellen soll eine clevere Kombination zweier spezieller Nanokristall-Materialien sein, mit denen sich die so genannten "heißen Elektronen" sammeln und ernten lassen.

Solarzellen funktionieren, weil die Sonnenstrahlung an der Oberfläche des Materials Elektronen freischlägt, wodurch bewegliche Ladungsträger entstehen. In den speziell zusammengesetzten Halbleiterzellen fließen dann negative und positive Ladungen (Elektronen und "Löcher") aufgrund der Materialeigenschaften in einem elektrischen Feld in unterschiedliche Richtungen, wodurch eine elektrische Spannung aufgebaut und somit am Ende Strom produziert wird. Ein Großteil des Sonnenlichtes regt aber nicht die Elektronen wie gewünscht an, sondern geht als Wärme verloren - weil die Elektronen sich schnell wieder mit Atomrümpfen vereinigen oder sofort einen Großteil der hohen Anregungsenergie durch Photonen wieder abstrahlen.