Diese Quantenpunkte lassen sich durch Licht anregen, wobei eine Beziehung zwischen der genauen Größe der Quantenpunkte und den herausgefilterten Wellenlängen besteht. Da diese Bandbreite in den meisten Fällen recht gering ausfällt, waren derartige Solarzellen bisher zu ineffzient um kommerziell eingesetzt zu werden. Nun haben Forscher der University of Toronto es geschafft, mehrere Schichten unterschiedlicher Quantenpunkte zu schaffen, wodurch mehr Licht aufgenommen und in andere Energieformen umgewandelt werden kann.   Konventionelle Solarzellen filtern derzeit je nach Material unterschiedliche Wellenlängen heraus, woraus eine maximale theoretische Effizienz von 31% resultiert. Eine Zwei-Schichten-Zelle kann die theoretische Effizienz dann auf 42% steigern, realistische Werte liegen derzeit allerdings im Bereich von 15% für normale Solarzellen.  

Jeder der 16 Punkte ist eine Solarzelle, bestehend aus sog. Quantenpunkten

  Die Forscher aus Toronto haben nun eine Schicht der Quantenpunkte so "eingestellt", dass sie das sichtbare Licht aufnimmt, die zweite Schicht ist eher im Infrarotbereich empfindlich. Außerdem haben sie einen Weg gefunden, den elektrischen Widerstand zwischen diesen beiden Schichten zu minimieren, indem sie eine Übergangsschicht aus verschiedenen lichtdurchlässigen Metalloxiden entwarfen. Die Ergebisse, die letzte Woche in der Zeitschrift Nature Photonics veröffentlicht wurden, sprechen von einer Tandem-Zelle aus zwei Schichten, die eine Effizienz von 4,2% bieten soll. Das ist nicht viel, allerdings sollen die neuen Erkenntnisse Grundlage für mögliche Drei- oder sogar Vier-Schicht-Zellen sein, mit denen man die Effizienz weiter steigern kann, hier wünschen sich die Forscher ein Ergebnis von 10% in den nächsten 5 Jahren.   Demnach wären sie zwar immernoch ineffektiver als herkömliche Solarzellen, die Gesamtkosten könnten jedoch auch deutlich geringer sein. Ein Chemieprofessor der Penn State University hat sich ebenfalls zu diesem Thema geäußert und merkte an, dass die theoretisch erreichbare Effizienz damit von 30% auf 50% steige - das große Problem in den Quantenpunkten seien allerdings sogenannte "trapped states", bestimmte Orte in denen die Elektronen verbleiben und dadurch nicht den Weg zu den Elektroden schaffen, wo sie quasi "aufgesammelt" werden können. Somit wäre es deutlich wichtiger diese trapped states zu eliminieren oder kontrollieren, doch auch das wird die Wissenschaft noch einige Jahre kosten.   Quelle: Nature Photonics / technology review