Solarzellen der 3. Generation

Elektronenmikroskopische Aufnahme einer Dünnschichtsolarzelle

Wafersolarzellen beherrschen heute den Markt. Doch daneben sind Dünnschichtsolarzellen Standard, und es gibt mit organischen und Mehrfach-Solarzellen noch weitere vielversprechende Bauarten.

Wenn man Wafer- und Dünnschicht-Technologien als die erste und zweite Generation bezeichnet, stellt sich natürlich die Frage nach einer dritten, noch effizienteren beziehungsweise kostengünstigeren Generation. Diese müsste heute durch anwendungsbezogene Grundlagenforschung vorbereitet werden. Vieles wird derzeit diskutiert und erprobt: Mehrfach-Tandemstrukturen, Quantum-Well-Systeme aus geschichteten Halbleiternanostrukturen, sowie Solarzellen auf der Basis von Halbleitermaterialien, die speziell für die Photovoltaik synthetisiert werden.

Eine weitere Möglichkeit sind Solarzellen auf der Basis von Polymeren und organischen Farbstoffen. Entsprechend dem eingangs beschriebenen Prinzip, können anstelle der bisher diskutierten anorganischen Halbleiter auch organische Farbstoffe die Lichtabsorption übernehmen. Der Ladungsträgertransport zu den äußeren Elektroden könnte über leitende Polymere, die auch selbst Licht absorbieren können, über kostengünstige Halbleiter oder über Elektrolyte erfolgen. Solche Solarzellen existieren bereits. Ob ihre Wirkungsgrade die von anorganischen Halbleitersolarzellen erreichen werden, ist fraglich. Sie haben aber sicherlich das Potential, die Kosten der Solartechnik zu reduzieren.