{"id":68325,"date":"2019-11-11T06:45:04","date_gmt":"2019-11-11T05:45:04","guid":{"rendered":"https:\/\/rss.nova-institut.net\/public.php?url=https%3A%2F%2Fwww.chemie.de%2Fnews%2F1163505%2Fmeilenstein-hin-zu-wettbewerbsfaehiger-solarer-wasserspaltung.html%3FWT.mc_id%3Dca0065%26pk_campaign%3Dca0065"},"modified":"2021-09-09T21:26:12","modified_gmt":"2021-09-09T19:26:12","slug":"meilenstein-hin-zu-wettbewerbsfaehiger-solarer-wasserspaltung","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/meilenstein-hin-zu-wettbewerbsfaehiger-solarer-wasserspaltung\/","title":{"rendered":"Meilenstein hin zu wettbewerbsf\u00e4higer solarer Wasserspaltung"},"content":{"rendered":"

Wissenschaftler haben in einem vom Fraunhofer-Institut f\u00fcr Solare Energiesysteme ISE angef\u00fchrten Verbundprojekt unter Beteiligung der Technischen Universit\u00e4t Ilmenau einen weltweit noch nicht erreichten Wirkungsgrad spezieller Solarzellen erzielt: 24,3 Prozent des von monolithischen, auf Silizium gewachsenen III-V-Dreifachzellen aufgenommenen Sonnenlichts werden in elektrische oder chemische Energie umgewandelt \u2013 ein Meilenstein bei der Entwicklung neuer Solarzellen, die k\u00fcnftig konventionelle Silizium-Solarzellen abl\u00f6sen k\u00f6nnten. Vor allem sind die neuen Zellen aber auch bei der direkten solaren Wasserspaltung zur Gewinnung von Wasserstoff einsetzbar, der f\u00fcr viele als regenerativer Energietr\u00e4ger der Zukunft gilt. Partner des Fraunhofer ISE im soeben erfolgreich abgeschlossenen \u201eMehrSi\u201c-Projekt waren neben der TU Ilmenau die Philipps-Universit\u00e4t Marburg und der Anlagenhersteller Aixtron SE.<\/strong><\/p>\n

In dem vom Bundesforschungsministerium gef\u00f6rderten Forschungsprojekt MehrSi untersuchten die Wissenschaftler, wie man das bei der Herstellung von Solarzellen g\u00e4ngigste, kosteng\u00fcnstige Material Silizium am besten mit den leistungsstarken III-V-Halbleitern kombinieren kann, um Sonnenlicht mit h\u00f6chster Effizienz in elektrische oder chemische Energie umzuwandeln. Dabei arbeiteten die Wissenschaftler des Fachgebiets der TU Ilmenau \u201eGrundlagen von Energiematerialien\u201c daran, die Pr\u00e4paration der Grenzfl\u00e4che zwischen dem Silizium und den sogenannten III-V-Materialien zu verbessern. Diese Kontaktstelle von Mehrfachzellen, also von Solarzellen, die aus zwei oder mehr \u00fcbereinander geschichteten Zellen aus verschiedenen Materialien bestehen, ist entscheidend f\u00fcr die Leistungsf\u00e4higkeit der Zellen. Beim \u201eAufeinanderwachsen\u201c der III-V-Schicht auf Silizium muss darauf geachtet werden, dass die Atome genau die richtigen Positionen im Kristallgitter einnehmen, da Fehler im Gitter die Eigenschaften der Zellen stark beeintr\u00e4chtigen k\u00f6nnen. Die durch die Ilmenauer Wissenschaftler im MehrSi-Projekt erzielten Verbesserungen erm\u00f6glichen nun Herstellungsprozesse, bei denen der \u00dcbergang zwischen den Materialien nahezu perfekt gelingt.<\/p>\n

\"\u00a9
\u00a9 TU Ilmenau<\/figcaption><\/figure>\n

Die Forschungsergebnisse des MehrSi-Projekts stellen auch bei der Entwicklung wettbewerbsf\u00e4higer Zellen zur direkten solaren Wasserspaltung einen Meilenstein dar. In solchen photoelektrochemischen Zweifachzellen wird Wasser mit Hilfe von Sonnenlicht hocheffizient und direkt in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt \u2013 Experten sprechen daher bei dem Prozess auch von \u201ek\u00fcnstlicher Photosynthese\u201c oder von \u201ek\u00fcnstlichen Bl\u00e4ttern\u201c. Prof. Thomas Hannappel, Leiter des Fachgebiets \u201eGrundlagen von Energiematerialien\u201c, der die Forschungsarbeiten an der TU Ilmenau koordiniert hat, erkl\u00e4rt die Vorteile der neuen Zell-Technologie: \u201eMit einer einfachen Solarzelle ohne zus\u00e4tzliche Komponenten ist eine effiziente, direkte Zerlegung von Wasser in seine Bestandteile durch Sonnenlicht nicht m\u00f6glich. Dies kann erst durch Mehrfachzellen, wie sie im MehrSi-Projekt entwickelt wurden, erreicht werden. Damit ergibt sich ein neuer Zugang zur solaren Wasserstofferzeugung und -speicherung.\u201c Prof. Hannappel ist sich sicher, dass Wasserstoff als Speichermedium in einem nachhaltigen Energiesystem der Zukunft eine zentrale Rolle spielen wird.<\/p>\n

In einem weiteren Schritt k\u00f6nnen Silizium\/III-V-basierte Dreifachzellen f\u00fcr einen ebenfalls durch Sonnenlicht getriebenen, photoelektrochemischen Prozess genutzt werden, bei dem Sonnenlicht Kohlenstoffdioxid in nutzbare Brennstoffe umwandelt. Ma\u00dfgeblich f\u00fcr den Erfolg dieser Entwicklungen, die an der TU Ilmenau vorangetrieben werden, ist das richtige Aufeinanderwachsen der verschiedenen Halbleitermaterialien \u2013 im MehrSi-Projekt wurde es entscheidend verbessert.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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