Forscher bauen organische Indoor-Solarzelle

Schwedische und chinesische Wissenschaftler haben organische Solarzellen entwickelt, die normales Umgebungslicht in Innenräumen in Elektrizität verwandeln. Die Leistung der Neuentwicklung ist zwar relativ gering, reicht aber für Millionen von IoT-Produkten. [...]

„Mit der Ausbreitung des IoT werden wir bald Millionen vernetzte Produkte sowohl in öffentlichen Orten als auch bei uns zuhause haben“, erklären Feng Gao, Senior Lecturer in der Division of Biomolecular and Organic Electronics der Linköping University, und Jianhui Hou, Professor am Institut für Chemie der Chinese Academy of Sciences. Viele davon werden mit Sensoren ausgestattet sein, die etwa die Feuchtigkeit, Temperatur oder bestimmte Partikelkonzentrationen messen. „Deshalb wird die Nachfrage nach kleinen und günstigen erneuerbaren Energiequellen rapide ansteigen“, sind die Experten überzeugt.

Genau hier will das internationale Team aus Schweden und China mit seiner Entwicklung ansetzen. „Diese Arbeit lässt Großes hoffen, wenn es um den Einsatz von organischen Solarzellen in unserem täglichen Alltagsleben und die Versorgung von IoT-Geräten geht“, stellt Gao klar. Im Moment stecke die Technologie für Indoor-Anwendungen allerdings noch eher in ihren Kinderschuhen. „Wir sind zuversichtlich, dass sich die Effizienz von organischen Solarzellen, die bei Umgebungslicht funktionieren, in den kommenden Jahren noch weiter steigern lässt“, so Hou.

Über ein Volt Stromspannung

Organische Solarzellen basieren auf der Verwendung eines sogenannten Donator-Akzeptor-Systems. Dieses lässt sich durch geschickte Kombination verschiedener Halbleiter flexibel feintunen, um Lichtstrahlen mit bestimmten Wellenlängen einzufangen. Das Team hat einen neuen Mix aus Donator– und Akzeptor-Materialien entwickelt, der sich als aktive Beschichtung von organischen Solarzellen nutzen lässt und exakt jene Lichtwellen absorbieren kann, die beispielsweise im heimischen Wohnzimmer zu finden sind.

Zu Testzwecken haben die Wissenschaftler zwei Varianten ihrer Indoor-Solarzellen im Labor hergestellt: eine mit einem Durchmesser von einem Quadratzentimeter und eine mit vier Quadratzentimetern. Die kleinere wurde Umgebungslicht mit einer Stärke von 1.000 Lux ausgesetzt und konnte 26,1 Prozent der Energie in Elektrizität umwandeln. Dabei erzielte sie eine Stromspannung von über einem Volt, die mehr als 1.000 Stunden anhielt. Die größere Solarzelle schaffte es immerhin auf eine Energieeffizienz von 23 Prozent.