Hocheffizientes Solardach für Gewächshäuser

Hierzu setzen Forscher semitransparente organische Zellen ein

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Check-List Redaktion

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Treibhäuser produzieren dank einer Entwicklung von Forschern der University of California, Los Angeles (UCLA) künftig den Strom, der im zugehörigen Gartenbau- oder Landwirtschaftsbetrieb benötigt wird, aus dem Licht der Sonne. Gleichzeitig bekommen sie Schutz vor zu intensiver Einstrahlung. Das gelingt mit Solarzellen, die statt der Glasdächer montiert werden. Siliziumzellen wären nicht geeignet, weil sie kein Licht durchlassen, das für Pflanzen lebensnotwendig ist. Stattdessen setzen die Entwickler auf semitransparente organische Zellen, die nicht mehr Licht durchlassen, als die Pflanzen benötigen.

Nahrungsergänzungsmittel

Semitransparente organische Zellen an sich sind nichts Neues, doch häufig halten sie den aggressiven Sonnenstrahlen nicht allzu lange Stand. Der Materialwissenschaftler Yang Yang und sein Team von der UCLA-Ingenieursschule haben eine organische Zelle mit einer Schicht aus der natürlich vorkommenden Chemikalie L-Glutathion angereichert, die als antioxidatives Nahrungsergänzungsmittel über den Ladentisch verkauft wird.

Dieser Ansatz verlängert die Lebensdauer der Solarzellen, verbessert ihre Effizienz und lässt immer noch ausreichend Sonnenlicht durch. “Organische Materialien eignen sich aufgrund ihrer Lichtabsorptionsselektivität hervorragend für die Fotovoltaik. Ihr Hauptnachteil, der ihre breite Anwendung bisher verhindert hat, ist die mangelnde Stabilität”, sagt Yang, der auch im Bereich Bioengineering tätig ist.

Sieger im Vergleichstest

Organische Solarzellen neigen dazu, schneller abzubauen als ihre anorganischen Gegenstücke, da Sonnenlicht organische Materialien oxidieren, sodass Elektronen verlorengehen. Genau das verhindert L-Glutathion. Die derart modifizierten Zellen hatten nach 1.000 Betriebsstunden noch einen Restwirkungsgrad von 80 Prozent. Ohne diese Chemikalie sinkt die Effizienz in der gleichen Zeit auf 20 Prozent ab. An der Standfestigkeit der Zellen müssen die Forscher dennoch etwas tun.

Sie haben ihre Solarzellen sowie Siliziumzellen, die sie lückenhaft anordneten, um Licht durchzulassen, auf zwei kleinen Gewächshäusern getestet, in denen sie Pflanzen züchteten. Unter dem organischen Dach wuchsen sie besser als unter dem anorganischen. Das liegt daran, dass die L-Glutathion-Schicht UV-Strahlen, die das Wachstum hemmen können, und IR-Strahlen blockiert, sodass die Gewächshäuser nicht überhitzen. Die Entwickler haben jetzt ein Start-up gegründet, das die organischen Solarzellen produzieren und damit ausgestattete Gewächshäuser auf den Markt bringen will.

PTE/Red.

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