Sphärische Solarzellen bieten einen neuen Ansatz zur effizienten Sonnenenergiegewinnung

Saudische Wissenschaftler haben eine Reihe von Experimenten mit Solarzellen in Form einer kleinen Kugel durchgeführt. Die runde Form des Photovoltaikmoduls ermöglicht eine bessere Auffangung des reflektierten und gestreuten Sonnenlichts. Für industrielle Solarfarmen ist das wahrscheinlich keine vernünftige Lösung, doch für eine Vielzahl von Anwendungen könnten runde Solarzellen eine echte Entdeckung sein.

Eine Gruppe von Wissenschaftlern der King Abdullah University of Science and Technology hat den Bereich ihrer Entwicklungen zur Schaffung von Solarzellen mit unterschiedlichen Oberflächenkrümmungen durch eine neue Studie erweitert. Insbesondere haben sie eingesammelt eine Solarzelle in Kugelgestalt mit der Größe eines Tennisballs und eine Vielzahl von Experimenten damit durchgeführt. Dies wurde durch die Technologie des "Wellenmusters" von flachen Solarmodulen ermöglicht, bei der mit einem Laser Rillen in das Siliziumsubstrat geschaffen werden, die als sichere Biegestelle für die Module dienen.

Ein Vergleich der Leistung flacher und kugelförmiger Module mit derselben Fläche unter künstlicher Sonnenbestrahlung hat gezeigt, dass das kugelförmige Solarmodul bei direkter Beleuchtung eine um 24 % höhere Output-Leistung im Vergleich zu einem traditionellen flachen Solarmodul bietet. Nach dem Erwärmen der Module durch "Sonnenstrahlen" steigt der Vorteil des runden Moduls auf bis zu 39 %. Dies liegt daran, dass die Erwärmung den Wirkungsgrad der Module senkt, während die kugelförmige Form Wärme besser an die Umgebung abgibt und weniger unter der Erwärmung leidet (länger hohe Wirkungsgradwerte behält).

Wenn die runden und flachen Solarzellen ausschließlich gestreutes Licht einfingen, war die Leistung des runden Moduls um 60 % höher als die des flachen. Darüber hinaus ermöglichte der richtig ausgewählte reflektierende Hintergrund, mit dem die Wissenschaftler mit verschiedenen natürlichen und künstlichen Reflexionsmaterialien experimentierten, dass das kugelförmige Solarzellenmodul in Bezug auf die erzeugte Energie das flache Modul um 100 % übertraf.

Laut den Forschern könnten sphärische Solarzellen der Entwicklung des Internets der Dinge und anderer autonomer Elektronik Vorschub leisten. Zusammen versprechen sie, kostengünstiger zu sein als die Verwendung von flachen Solarzellen. Runde Solarpanels benötigen keine Nachführsysteme für die Sonne. Zudem könnten sie sich als vorteilhafter bei der Nutzung in Innenräumen erweisen.

In der nächsten Phase der Forschung beabsichtigen die Wissenschaftler, die Effizienz der runden Solarpanels an verschiedenen Orten der Erde unter einer breiten Palette möglicher Lichtverhältnisse zu überprüfen. Außerdem hoffen sie, große sphärische Solarzellen mit einer Fläche von 9 bis 90 m² zu entwickeln. Schließlich planen die Wissenschaftler, weitere Formen gekrümmter Oberflächen von Solarzellen zu erforschen, um ideale Lösungen für spezifische Anwendungsbereiche zu finden.

Quelle: 3dnews.ru