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Technology Review

Millennium-Preis für Grätzel-Zellen

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Michael Grätzel ist Millennium-Preisträger 2010.

(Bild: Millennium Technology Prize)

Der deutschstämmige Physiker Michael Grätzel ist am Mittwoch für seine Arbeit an den so genannten Farbstoff-Solarzellen mit dem diesjährigen Millennium Technology Prize ausgezeichnet worden. Der mit 1,1 Millionen Euro dotierte Preis wird von der Technology Academy verliehen, einer vom finnischen Staat und verschiedenen Unternehmen ins Leben gerufenen Stiftung.

Die von Grätzel und seinen Mitarbeitern an der ETH Lausanne seit den 1980er Jahren entwickelte Solarzelltechnologie – auch "Grätzel-Zelle" genannt – wandelt Sonnenlicht mit Hilfe von Farbstoff-Molekülen und Nanopartikeln aus Titandioxid in Strom um. Ein Prozess, der der natürlichen Photosynthese in Pflanzen ähnelt und manchmal als "künstliche Photosynthese" bezeichnet wird.

"Die Beschränkung der Solarenergie lag traditionell in ihrem Preis. 'Grätzel-Zellen' bieten einen kostengünstigeren Weg, um sie zu gewinnen", begründete Akademie-Präsident Ainomaija Haarla die Auszeichnung. "Grätzels Innovation wird wahrscheinlich eine wichtige Rolle in billigen, großräumigen Lösungen für erneuerbare Energien spielen."

Der große Vorteil von Grätzel-Zellen ist, dass sich das Gemisch aus Farbstoff, Nanopartikeln und Elektrolyt in sehr dünnen Schichten auf biegsame Plastikfolien auftragen lässt. Die Schichtdicken können zwischen 20 Nanometern und 20 Mikrometern liegen. Dadurch sind auch flexible Solarmodule für neue Einsatzfelder möglich. Einziger Haken: Der Wirkungsgrad von Grätzel-Zellen ist bislang nicht über 11 Prozent hinausgekommen.

Grätzel betont jedoch, dass das Materialgemisch Licht in einem breiteren Spektrum und auch unter ungünstigen Einfallswinkeln absorbieren könne, so dass sich mit ihnen Flachdächer ohne Gerüste, die Zellen zur Sonne hin ausrichten, abdecken ließen. Zum anderen sei die „Payback-Time“ kürzer: „Die Energie für die Herstellung der Zellen haben Sie nach einem Jahr wieder reingeholt, bei Silizium-Zellen erst bei drei bis vier Jahren."

Ein weiteres Problem der Technologie war lange Zeit die mangelnde Stabilität der flüssigen Elektrolyte gewesen. Hierfür hatte Grätzel 2008 eine Lösung gefunden, als es ihm gelang, feste Jod-haltige Salze als Elektrolyte einzusetzen. Verschiedene Firmen haben die von ihm patentierte Technologie lizenziert und weiterentwickelt, darunter Konarka Technologies aus den USA, G24 Innovations aus Großbritannien und Dyesol aus Australien.

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(nbo)