Neues Material Natrium-Wismut-Sulfid für Perowskit-Zellen, hocheffizient und günstig
Sonnenlicht: Dank NaBiS2 könnte Sonnenenergie bald noch effizienter genutzt werden (Foto: Joe/pixabay.com) London/Cambridge/Berlin (pte003/29.08.2022/06:10) – Natrium-Bismut-Sulfid (NaBiS2) hat das Potenzial, Perowskit-Solarzellen zur neuen Hoffnung auf Langlebigkeit zu machen. Das ungiftige Material, dessen Inhaltsstoffe auf der Erde reichlich vorhanden und daher billig sind, absorbiert genauso viel Sonnenstrahlung, ist aber 10.000-mal dünner als Zellen auf Siliziumbasis, so Forscher des Imperial College London (ICL), der Universität Cambridge und Helmholtz . -Das Zentrum von Berlin hat es entdeckt. Druckbare NaBiS2-Solarzellen Aufgrund ihres geringen Gewichts eignen sich die Einheiten besonders für mobile Anwendungen wie Elektroautos und Flugzeuge. Die Folien, die das Sonnenlicht einfangen und in Strom umwandeln, sind nur 30 Nanometer dick. “Wir haben ein Material gefunden, das Licht stärker absorbiert als herkömmliche Solarzellenmaterialien. Und es ist druckbar”, sagt Yi-Teng Huang, ein Ph.D. an der University of Cambridge. Das macht die Sache noch billiger. Die Natrium- und Wismutionen in NaBiS2 haben ähnliche Größen, was bedeutet, dass sie, anstatt geordnet verschiedene kristallographische Stellen zu besetzen, zufällig und ungleich verteilt sind. Diese Inhomogenität erhöht die Fähigkeit des Materials, Sonnenlicht zu absorbieren. „Inhomogenität wird allgemein als Feind von Solarzellen angesehen“, sagt Seán Kavanagh, Doktorand am ICL. „Dies reduziert bekanntermaßen die Leistung herkömmlicher Solarmaterialien wie Silizium, Cadmiumtellurid und Galliumarsenid drastisch. Diese Störung musste unbedingt vermieden werden. Wir haben aber gezeigt, dass dies nicht immer der Fall ist.“ Stabil trotz fehlendem Schutz Während eines elfmonatigen Tests, in dem NaBiS2 nicht verkapselt war und mit Umgebungsluft reagieren durfte, blieb es völlig stabil, „was im krassen Gegensatz zu anderen neuen Photovoltaikmaterialien wie Bleihalogenid-Perowskiten steht“, erklären die Wissenschaftler. Dies deutet auf eine lange Lebensdauer des Materials hin, was eine wichtige Voraussetzung für kommerzielle Solarzellen ist. (Ende)
