Das zusammenklappbare Solarpanel lässt sich halbieren, ohne zu brechen

Das zusammenklappbare Solarpanel lässt sich halbieren, ohne zu brechen

Stellen Sie sich Sonnenkollektoren vor, und Sie werden sich höchstwahrscheinlich eine feste quadratische Platte vorstellen. Die Technologie wird jedoch immer flexibler, und jetzt haben Ingenieure der Busan National University in Korea einen Prototyp einer Solarzelle entwickelt, der vollständig faltbar ist.

Starre Solarzellen eignen sich hervorragend zum Anbringen an Dächern und riesigen Solarparks. Sie könnten jedoch etwas flexibler sein, um den Transport zu erleichtern oder Technologie in Fahrzeuge, Telefone, Innengeräte oder sogar Kleidung zu integrieren.

In den letzten Jahren haben sich flexible Solarzellen für all diese Anwendungen als vielversprechend erwiesen.

Sie bestehen üblicherweise aus Dünnschichtmaterialien wie Graphen, Wolframdiselenid oder Kupfer-Indium-Gallium-Selenid (CIGS), die auf flexiblen Substraten wie Polymeren oder sogar Papier abgeschieden werden. Das Ergebnis ist eine Solarzelle, die sich nur begrenzt biegen kann.

Bisher konnten sie sich jedoch nicht vollständig halbieren, ohne zu brechen. Andere elektronische Geräte beginnen, diese Fähigkeit zu erwerben, wie dies unter anderem bei den Samsung Galaxy Fold-Handys der Fall ist, die sich wie ein Buch öffnen und schließen lassen.

„Im Gegensatz zur rein flexiblen Elektronik unterliegen Faltvorrichtungen mit Faltradien von nur 0,5 mm wesentlich steiferen Verformungen“, sagt Professor Il Chong, Autor der Studie. "Dies ist mit herkömmlichen ultradünnen Glassubstraten und transparenten Metalloxidleitern nicht möglich, die flexibel gemacht werden können, sich aber niemals vollständig falten."

Um dieses Problem zu lösen, wandten sich die Forscher leitfähigen Filmen aus einwandigen Kohlenstoffnanoröhren (SWNTs) zu. Sie legten diesen Film auf ein Polyimidsubstrat und beschichteten ihn dann mit Molybdänoxid, um seine Leitfähigkeit zu verbessern.

Am Ende konnten die Forscher eine Solarzelle mit einer Dicke von nur sieben Mikrometern herstellen, die sich auf einen Radius von nur 0,5 mm zusammenfalten ließ. Sie konnten über 10.000 Faltzyklen aushalten, ohne zu brechen.

Und sie funktionierten mit Sicherheit genauso gut wie Sonnenkollektoren und zeigten eine Energieumwandlungseffizienz von 15,2 Prozent und eine Transparenz von 80 Prozent.

„Die erzielten Ergebnisse gehören zu den besten, die bisher für flexible Solarzellen in Bezug auf Effizienz und mechanische Stabilität berichtet wurden“, sagt Il Chong.

Die Studie wurde in der Zeitschrift Advanced Science veröffentlicht.