Sphärische Solarzellen bieten einen neuen Weg zur effizienten Sammlung von Sonnenenergie.

Saudi-Arabische Wissenschaftler haben eine Reihe von Experimenten mit solarzellen in Form einer kleinen Kugel durchgeführt. Die runde Form des Photowandlers ermöglicht es, reflektiertes und gestreutes Sonnenlicht besser einzufangen. Für industrielle Solarfarmen ist dies wahrscheinlich keine sinnvolle Lösung, aber für eine Vielzahl von Anwendungen könnten runde Solarzellen eine wahre Entdeckung sein.

Eine Gruppe von Wissenschaftlern der König-Abdullah-Universität für Wissenschaft und Technologie (King Abdullah University of Science and Technology) hat ihr Forschungsspektrum zur Entwicklung von Solarpanels mit unterschiedlichen Oberflächenkrümmungen mit einer neuen Untersuchung erweitert. Insbesondere haben sie einen Solarzelle in Form einer Kugel mit der Größe eines Tennisballs zusammengesetzt und zahlreiche Experimente damit durchgeführt. Dies ermöglichte die Technologie der „Wellung“ flacher Solarpanels, bei der mit einem Laser Rillen in das Siliziumsubstrat geschaffen werden, die als sichere Biegepunkte für die Panels dienen.

Der Vergleich der Leistung von flachen und kugelförmigen Elementen gleicher Fläche unter Bedingungen mit einer künstlichen Lichtquelle hat gezeigt, dass der kugelförmige Sonnenkollektor bei direkter Beleuchtung eine um 24 % höhere Ausgangsleistung im Vergleich zu einem traditionellen flachen Sonnenkollektor bietet. Nach der Erwärmung der Elemente durch 'Sonnenstrahlen' steigt der Vorteil des runden Elements auf bis zu 39 %. Dies liegt daran, dass die Erwärmung den Wirkungsgrad der Module verringert und die kugelförmige Form Wärme besser an den Raum abgibt und weniger unter Überhitzung leidet (länger einen hohen Wirkungsgrad beibehält).

Wenn der runde und der flache Sonnenkollektor ausschließlich diffusem Licht ausgesetzt wurden, war die Ausgangsleistung des runden Elements um 60 % höher als die des flachen. Darüber hinaus ermöglichte ein sorgfältig ausgewählter reflektierender Hintergrund, wobei Forscher mit verschiedenen natürlichen und künstlichen Materialien experimentierten, dass der kugelförmige Sonnenkollektor in Bezug auf die erzeugte Energie den flachen um 100 % übertraf.

Laut Forschern könnten sphärische Solarzellen die Entwicklung des Internets der Dinge und anderer autonomer Elektronik vorantreiben. Insgesamt versprechen sie, kostengünstiger zu sein als flache Solarzellen. Runde Solarpanels benötigen keine Nachführsysteme für die Sonne. Zudem könnten sie sich besser für den Einsatz in Innenräumen eignen.

In der nächsten Forschungsphase planen die Wissenschaftler, die Effizienz runder Solarzellen an verschiedenen Orten der Erde unter einem breiten Spektrum möglicher Lichtverhältnisse zu testen. Außerdem hoffen sie, sphärische Solarzellen mit einer Fläche von 9 bis 90 m² zu entwickeln. Schließlich wollen die Wissenschaftler auch andere Formen von gebogenen Oberflächen für Solarzellen untersuchen, in der Hoffnung, die ideale Lösung für spezifische Anwendungsbereiche zu finden.

Quelle: 3dnews.ru