Solarzellen in Textilien

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Bereits seit einiger Zeit wird an Solarzellen geforscht, die in Textilien verarbeitet werden können. Nun ist eine tatsächlich umsetzbare Methode entwickelt worden.

In der Vergangenheit wurden bereits verschiedene Möglichkeiten getestet Solarzellen in Kleidungsstücke zu integrieren. Als fadenförmige Solarzellen wurden beispielsweisezwei elektrisch leitfähige Fasern als Elektroden verwunden. Praktikabel ist diese Umsetzung nicht. Neben dem Aufwand eine größere Anzahl von Solarzellen in einem Textil zu verbinden, war es auch nicht möglich die Länge der drahtförmige Zellen auf wenige Millimeter zu reduzieren. Das Forscherteam um den Professor Huisheng Peng der Fudan University in Shanghai stellte im Sommer 2014 flexible Textilelektroden vor.

Praktikabel aber schadstoffreich

Mittels der neuen Methode können Solarzellen in Form flexibler Fasern in den Stoff verwebt werden. Die gewebeartigen Elektronen bestehen aus unterschiedlichen Materialien, die aufgeschichtet sind. Unter anderem sind in den Schichten halbleitende Titandioxide als Anode und eine Schicht aus Kohlenstoffnanoröhrchengarn als Kathode enthalten. Dazwischen befindet sich eine fotovoltaisch aktive Schicht. Diese Schicht besteht aus dem natürlich vorkommenden Mineral Perowskit. Die Herstellung der Fasern soll vergleichsweise günstig und auch in gebogenem Zustand effektiv sein. Der Gehalt des giftigen Schwermetalls Blei verhindert jedoch die tatsächliche Verwendung dieser Textilien als Kleidungsstücke.

Seide als Hightech-Material

Die hautverträgliche Alternative könnte Seidenfibrion sein. Das Material wird vom Kokon der Seidenspinnerraupe extrahiert. Es eignet sich besonders wegen seines Durchlässigkeitsgrads von 80 Prozent des sichtbaren Lichts. Zudem ist es biologisch abbaubar. An dieser Lösung arbeitet Baoquan Sun, Professor für Materials Science an der Soochow University in China. Seinem Team ist es gelungen das Seidenfibroin mit einem Netz aus Silbernanodraht zu verbinden. Die flexiblen organischen Solarzellen weisen einen Wirkungsgrad von 6,62 Prozent auf. Die Leitfähigkeit blieb auch nach zweihundertmaligem biegen bestehen. Im Vergleich dazu verlieren Kunststoffmaterialien ihre Leitfähigkeit schneller bei einer viel geringeren Biegefestigkeit. Die leichten und auf Seide basierenden Solarzellen bieten eine Schnittstelle zwischen tragbarer Elektronik und dem direkten Kontakt zur menschlichen Haut.

14.01.2015 15:19 |
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