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Photovoltaik

Solarstrom jenseits des Limits

Solarzellen aus Silizium haben Grenzen: Unkonzentriertes Sonnenlicht erreicht maximal einen Wirkungsgrad von 29,1 Prozent. Der Grund ist, dass ein auf die Solarzelle treffendes Lichtteilchen genau ein Elektron aus seiner Umlaufbahn um den Atomkern herausschlagen kann. Nun gelang es Forschern am Massachusetts Institute of Technology, mit einem Photon zwei Elektronen im Silizium freizusetzen. Damit springt die Grenze des Wirkungsgrads auf 35 Prozent.

Die Forscher trugen dazu auf der Oberseite der Zelle eine Schicht aus der aromatischen Verbindung Tetracen und eine weitere aus Hafniumoxynitrid auf. Diese Kombination spaltet die Energie eines auftreffenden Photons in zwei Pakete mit speziellen elektronischen Anregungen auf. Die übertragen nun ihre Energie auf die Siliziumschicht und schlagen dabei zwei Elektronen aus dem Silizium.