Neue Solarzellen mit 41 % Wirkungsgrad: Was steckt dahinter?

Wie erfolgt die Ermittlung des Wirkungsgrades bei Solarmodulen?

In der Regel erfolgt die Ermittlung des Wirkungsgrades der Solarzelle unter standardisierten Bedingungen in einem Test. Diese Testbedingungen enthalten eineEinstrahlung von 1.000 Watt/Quadratmeter, eine Air Mass (Luftmasse) von AM 1,5 und eine Zelltemperatur in Höhe von 25°. Durch diese Testbedingungen können unterschiedliche Solarmodule und deren Leistungsfähigkeit verglichen werden. 

Zudem werden außer dem Standard-Test noch weitere Tests durchgeführt. Der zweitwichtigste Test wird nach den „Nominal Operating Cell Temperature Bedingungen“ durchgeführt. „Nominal Operating Cell Temperature“ (NOCT) bezieht sich auf die „Nominale Betriebstemperatur der Zelle“. Dieser Test erfolgt unter realistischen Voraussetzungen, bei denen die Zelltemperatur bei 45° liegt. Die Einstrahlung beträgt hierbei 800 Watt/Quadratmeter und die Windgeschwindigkeit liegt im Durchschnittsbereich. Der Test unter realistischen Voraussetzungen ermöglicht es, die Solarmodule bei dem täglichen Betrieb besser einschätzen zu können. 

Was bedeutet der Wirkungsgrad von 41 Prozent?

Bei Solarzellen ist der Wirkungsgrad die Effizienz ihrer Umwandlung von Sonnenenergie in elektrischen Strom. Die Neuentwicklung des Wirkungsgrades von 41 Prozent bedeutet, dass diese Solarzellen noch effizienter arbeiten als bisherige Solarzellen. Der höhere Wirkungsgrad ermöglicht es, die Sonnenstrahlung noch effizienter nutzen zu können. Kurz und knapp ausgedrückt bedeutet es, dass mit der neuen Solarzellentechnik die Energieerzeugung deutlich gesteigert werden kann.

Eine neue Technologie in der Solarzellentechnik

Die bessere Nutzung der Sonnenstrahlen erfolgt über neu verwendete Materialien und ein innovatives Design. So werden zum Beispiel Indiumphosphid und Galliumarsenid in den neuen Solarzellen eingesetzt. Diese Materialien ermöglichen es den Solarzellen, höhere Wirkungsgrade zu erzielen, da sie das Sonnenlicht effizienter in elektrische Energie umwandeln. Die Konzentrator-Photovoltaik-Technologie und Mehrfachsolarzellen unterstützen eine optimale Nutzung des Sonnenlichts. Dadurch erhöht sich der Wirkungsgrad. 

Die neue Solarzellentechnik ist somit ein Ergebnis der Forschung im Bereich der Mehrfach- oder Multi-Schicht-Solarzellen. Diese Solarzellen weisen mehrere Schichten aus Halbleitermaterialien auf, die die unterschiedlichen Sonnenlichtspektren besser aufnehmen können. 

Ein Überblick über die Eigenschaften

Quelle: https://www.energysion.com/post/neue-solarzellen-mit-41-wirkungsgrad

Fortschrittliche Techniken und Materialien

Die neuen Materialien Indiumphosphid und Galliumarsenid ermöglichen neue Maßstäbe im Bereich der Entwicklung der Solarzellen. Diese Materialien sind der Schlüssel, um einen Wirkungsgrad von 41 Prozent erreichen zu können. 

Herkömmliche Solarzellen bestehen in der Regel aus Silizium, welches eine geringere Effizienz aufweist. Im Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme wurde das Potenzial der Materialien erkannt und dadurch weiterentwickelt. Derzeit wird intensiv an einer Solarzelle gearbeitet, die einen Wirkungsgrad von 47,6 Prozent aufweisen soll. 

Durch die stetige Forschung kann eine Revolutionierung der Nutzung von solarer Energie erfolgen, wodurch ein weiterer Meilenstein im Bereich Klimaschutz erreicht werden kann. Neue Antireflexbeschichtungen bereichern die Solartechnik zudem. Durch die Antireflexbeschichtungen werden Verluste, die durch Reflexion entstehen, reduziert und Solarzellen können mehr Sonnenlicht aufnehmen und umwandeln. 

Das Ziel der Forscher ist es, die Grenzen der solaren Technik auszuweiten und bis zu 50 Prozent Wirkungsgrad zu ermöglichen. Die bereits erzielten Fortschritte zeugen bereits deutlich, dass neue Materialien und Innovation die Solarzellenleistungsfähigkeit enorm erhöhen können. 

Welche Auswirkungen sind auf dem Energiemarkt zu erwarten?

Durch eine Einführung der Solarzellen mit 41 Prozent Wirkungsgrad ist eine erhebliche Auswirkung auf den Energiemarkt zu erwarten. Die Möglichkeit, höhere Energieerträge auf kleinerer Fläche erhalten zu können, lässt in Folge sicherlich die Kosten der Solarenergie sinken. Daraus ergibt sich eine höhere Wettbewerbsfähigkeit gegenüber fossilen Brennstoffen. Zudem können die Nutzung erneuerbarer Energien erhöht und eine nachhaltigere Energieversorgung erzielt werden. 

Auswirkungen auf Klima und Umwelt

Durch den höheren Wirkungsgrad belasten die neuen Solarzellen die Umwelt weniger. Grund hierfür ist der geringere Flächenbedarf bei der Installation der Solarmodule. Geringerer Flächenbedarf bedeutet gleichzeitig weniger Beeinträchtigung der natürlichen Lebensräume. Zudem werden durch die hohe Effizienz CO2 Emissionen reduziert, da saubere Energie die herkömmlichen fossilen Brennstoffe ersetzt. 

Vorteile für die Umwelt:

• wirtschaftliche Vorteile 
  • höhere Effizienz
• positive Auswirkung auf die Umwelt 
  • weniger Flächenbedarf
• Reduzierung von CO2 Emissionen 
• Unterstützung im Kampf gegen den Klimawandel 

Die möglichen Einsatzgebiete der neuen Solarzellen mit 41 Prozent Wirkungsgrad

Durch den hohen Wirkungsgrad von 41 Prozent stellen die neuen Solarzellen eine revolutionäre Möglichkeit der Stromerzeugung dar. Dadurch sollten diese Solarzellen in unterschiedlichen Bereichen erfolgreich eingesetzt werden können.

Zu diesen Bereichen zählen nicht nur der private Bereich von Wohnhäusern oder öffentlichen Gebäuden. Sie können auch für technische Geräte im Gewerbe eingesetzt werden. Sie stellen daher eine außerordentlich leistungsfähige Lösung für das Nutzen von erneuerbarer Energie dar. 

Durch die neuen Solarzellen mit 41 Prozent Wirkungsgrad können private Betreiber zum Beispiel mehr Strom erzeugen. So können auf nur 10 Quadratmetern Fläche bis zu rund 5.904 kWh Solarstrom erzeugt werden. Dadurch ist es möglich, die Energiekosten für Privatpersonen enorm zu senken und die Autarkie zu erhöhen. 

Im industriellen Bereich können Unternehmen durch den selbst produzierten Solarstrom die Betriebskosten senken und ihre Umweltbilanz außerordentlich erhöhen. Durch die Installation einer Photovoltaikanlage bei Produktionseinrichtungen kann zudem der CO2 Ausstoß reduziert werden, wodurch das Klima positiv beeinflusst wird. 

Zudem bietet sich der Einsatz der neuen Solarzellentechnik auch im landwirtschaftlichen Bereich . In der Landwirtschaft können zum Beispiel die PV-Module mit der neuen Solarzellentechnik auf Gewächshäusern installiert werden. Dadurch wird benötigter Strom selbst erzeugt und die Pflanzen geschützt. Auch dies trägt zur Verbesserung des Klimas bei und reduziert Betriebskosten bei landwirtschaftlichen Betrieben. 

Fazit

Durch die neu entwickelten Solarzellen mit 41 Prozent Wirkungsgrad wurde ein weiterer revolutionärer Schritt in der Solartechnik erzielt. Durch die neue Technologie kann Sonnenlicht noch besser genutzt werden, wodurch die Umwelt geschützt werden kann. 

Die Integration der erneuerbaren Energien im privaten, unternehmerischen und landwirtschaftlichen Bereich bietet nicht nur wirtschaftliche Vorteile sondern eine positive Auswirkung auf die Umwelt. Die Nachhaltigkeit der Stromerzeugung durch Solarenergie wird stetig verbessert und neue Techniken erobern den Markt.