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Spezielle Beschichtung erhöht die Effizienz von Solarzellen
Zuletzt überprüft: 02.07.2025
Ingenieure des Stanford Research Institute haben eine einzigartige Silikonbeschichtung entwickelt, die dazu beitragen soll, die Effizienz von Solarmodulen zu verbessern und die Temperatur zu halten.
Die Beschichtung ist in der Lage, Wärme zu sammeln, die dann in den Weltraum abgestrahlt wird; das Besondere an der Technologie ist, dass sie einfallende Photonen nicht blockiert.
Die Entwicklung kann zum Kühlen beliebiger Geräte im Außenbereich nützlich sein.
Solarmodule können sich abends bis zu 800 °C erhitzen (insbesondere in Ländern mit warmem Klima). Übermäßige Wärme kann zu einem Problem werden: Die Zellen benötigen Sonnenlicht, um Energie zu gewinnen, doch mit steigender Temperatur nimmt die Effizienz ab. Beispielsweise verlieren herkömmliche Siliziumzellen bei 100 °C etwa 20 % ihrer Effizienz.
Bei Computern, Laptops usw. wird das Problem der Überhitzung mit Hilfe von Lüftern und Heizkörpern gelöst, bei im Freien aufgestellten Geräten, wie etwa Solarmodulen, haben sich Experten jedoch dazu entschieden, den umgebenden Raum als Wärmeabsorber zu nutzen.
Professor Shanghai Feng und sein Wissenschaftlerteam haben eine spezielle Siliziumbeschichtung entwickelt, die Wärme in den Weltraum übertragen kann. Das Funktionsprinzip basiert auf der Aufnahme von Wärme, die anschließend in Form elektromagnetischer Infrarotwellen abgegeben wird, die die Atmosphäre problemlos durchdringen. Die Beschichtung ist farblos, sodass die Lichtabsorptionskapazität der Zellen nicht abnimmt.
Das Team von Professor Fan testete die neue Technologie mit thermischen Solarkollektoren (die Wissenschaftler verwendeten drei Geräte, von denen zwei über Wärmeableitungsmechanismen mit Siliziumdioxid und photonischen Kristallen verfügten). Wie das Experiment zeigte, konnten die Wärmeableitungsmechanismen die Hitze effektiv bewältigen.
Sichtbares Licht gelangt problemlos durch die Beschichtung zu den Solarzellen und senkt gleichzeitig die Temperatur des Hauptelements auf 130 °C. Wissenschaftler weisen darauf hin, dass die Effizienzsteigerung zwar nur um 1 % steigt, dies für eine Solarzelle jedoch völlig ausreichend ist.
Darüber hinaus schlagen Experten noch einige weitere Verbesserungen vor, die nicht nur bei der Kühlung von Geräten helfen, sondern auch deren Effizienz steigern.
Ingenieure weisen darauf hin, dass Solarmodule mit der neuen Beschichtung am besten in einer sauberen und trockenen Umgebung eingesetzt werden. Außerdem wurden Experimente mit Kollektoren im Winter durchgeführt. In diesem Fall wird empfohlen, sie um 60° nach Süden zu neigen, um die Projektionsfläche zu verkleinern und die Absorptionskapazität zu erhöhen. Dies führt wiederum zu einer Verringerung der Kühlleistung.
Darüber hinaus können der Feuersteinbeschichtung laut Experten auch herkömmliche Kühlelemente hinzugefügt werden.
Shanghai Feng und seine Kollegen sind überzeugt, dass die neue Technologie auf jedes Gerät im Außenbereich angewendet werden kann, das gekühlt werden muss. Beispielsweise kann die farblose Beschichtung zum Kühlen von Autos und zum Sparen von Kraftstoff verwendet werden, ohne dass die Ästhetik darunter leidet.