Abends, wenn die Sonne nicht mehr länger scheint, bleiben dennoch einige Elektrogeräte zurück, die im Haus gern mit Strom versorgt werden würden. Darunter finden sich viele Kleingeräte wie smarte Sensoren und Wecker, deren Energiebedarf selbst nicht zu hoch ausfällt. Solange wir wach sind, gibt es überall eine Lichtquelle, die sich als Energie anzapfen lässt. Eine Forschungsgruppe an der Universität Kaunas in Litauen hat nun eine kostengünstige und effiziente Solarzelle vorgestellt, die perfekt auf dieses Lichtspektrum abgestimmt ist.
Strom in Innenräumen erzeugen: Perowskit trifft organischen Halbleiter
Um eine Solarzelle zu schaffen, die sich den Bedingungen ideal anpassen kann, mussten die Forscher organische Halbleiter und Perowskit vereinen. Trotz der für eine Photozelle schwierigen Begebenheiten kann sie in Innenräumen jetzt eine Effizienz von 37 Prozent erreichen. Vorausgesetzt, dass die Lichtquellen in Innenräumen einer warmweißen LED entsprechen, deren Lichttemperatur bei 3.000 Kelvin liegt. Bei dieser Lichttemperatur handelt es sich um eine beliebte Einstellung für Wohnräume, da sie dem natürlichen Licht ähnelt, auch wenn die infrarote Strahlung fehlt. In Innenräumen, die von dieser Farbtemperatur abweichen, dürfte auch die Effizienz der Solarzelle variieren. Schließlich wurde sie bewusst auf diese Einstellungen hin optimiert.
Ihre hohe Effizienz verdankt die Solarzelle einer Schicht Perowskit, die man für die Leitung von positiven Ladungsträgern um eine spezielle Verbindung aus Thiazol-Molekülen kombiniert hat. Solche Thiazol-Moleküle bestehen aus Kohlenwasserstoffringen, in denen Stickstoff und Schwefel eingelagert sind. Sie sind in unterschiedlichen Anordnungen vertreten, die gemeinsam komplexe Strukturen bilden können. Die größte Herausforderung für die Forschergruppe bestand daher darin, jene Struktur zu ermitteln, die am effizientesten Licht aus LEDs umwandeln kann. Ein Wirkungsgrad von 37 Prozent in Innenräumen kann sich sehen lassen. Wie optimiert die Solarzelle für die Innenverhältnisse ist, verdeutlicht jedoch erst der Vergleich mit dem Sonnenlicht. Würdest du diese Solarzelle nach draußen bringen, könntest du lediglich eine Effizienz von 19 Prozent für Sonnenlicht erreichen. Ein Wert, der bereits unter den meisten, handelsüblichen PV-Anlagen liegt.
Stromsparender Einsatz in den Innenräumen der Zukunft
Ein Einsatz der neuartigen Solarzellen in Innenräumen bringt gleich mehrere Vorteile. Zum einen lassen sich damit kleine Geräte besser mit kleineren Akkus oder sogar ohne Akkus verwenden. Des Weiteren kannst du bereits „verbrauchten“ Strom praktisch recyceln. Schließlich hat deine LED-Leuchte zum Erhellen des Raums ihren Strom bereits erhalten.
Profitieren nun andere Geräte von diesem Licht, benötigst du insgesamt weniger Strom aus dem Netz oder deinem Stromspeicher, um sie zu betreiben. Bis die neuartigen Solarzellen jedoch marktreif sind, vergehen sicherlich weitere, umfangreiche Testreihen. Möglich wäre ebenso, dass Solarzellen künftig stärker optimiert nach deinem bevorzugten Licht in Innenräumen ausgewählt werden können. Gelang es Forschern, die Umwandlung einer Lichtsorte zu optimieren, kann das gleiche Prinzip künftig auf weitere Lichttemperaturen angewandt werden.
