14-Jul-2008 - Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)

Preiswerte Farbstoffe für neuartige Solarzellen entwickelt

Forschern der Universität Basel und der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne ist es gelungen, Farbstoffe für neuartige Solarzellen mit billigem Kupfer statt mit teurem Ruthenium herzustellen. Das eröffnet neue Perspektiven für eine effiziente Nutzung der Solarenergie. Die Forschungsergebnisse wurden von der britischen Fachzeitschrift «Chemical Communications» veröffentlicht.

Bei der Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie stehen heute zwei verschiedene Technologien im Mittelpunkt. Neben den herkömmlichen Solarzellen auf der Basis von Silizium werden seit den Neunzigerjahren Zellen entwickelt, die zur Absorption des Sonnenlichts organische oder anorganische Farbstoffe verwenden. Ihre Funktionsweise beruht auf einer Art technischer Photosynthese.

Eine Farbstoffsolarzelle besteht aus zwei Elektroden, von denen die eine meist mit Platin und die andere mit dem leitfähigen Titandioxid beschichtet sind. Auf dessen Oberfläche ist wiederum ein Farbstoff aufgetragen, der das Licht sammelt. Dafür wurde bisher das seltene und entsprechend teure Metall Ruthenium verwendet.

Die Wissenschaftler um Prof. Edwin C. Constable vom Departement Chemie der Universität Basel konnten nun zeigen, dass bestimmte Kupferverbindungen vergleichbare photophysikalische Eigenschaften wie Ruthenium aufweisen. Prototypen, die sie auf dieser Grundlage hergestellt hatten, absorbierten das Sonnenlicht zudem mit überraschend hoher Effizienz.

Mit der Entwicklung von vergleichsweise günstigen Farbstoffen für Solarzellen hoffen die Forscher, einen Beitrag an eine attraktive Alternative zu traditionellen Energiequellen zu liefern.

Originalveröffentlichung Takeru Bessho, Edwin C. Constable, Michael Graetzel, Ana Hernandez Redondo, Catherine E. Housecroft, William Kylberg, Md. K. Nazeeruddin, Markus Neuburger and Silvia Schaffner, An element of surprise - efficient copper-functionalized dye-sensitized solar cells, Chem. Commun., 2008

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