Chlorophyll, der grüne Farbstoff der Pflanzen, ist bekannt für seine zentrale Rolle in der Photosynthese. Dort absorbiert es Lichtenergie und wandelt diese in chemische Energie um, die für das Pflanzenwachstum genutzt wird. Doch Chlorophyll könnte auch in der Photovoltaik der Zukunft eine wichtige Rolle spielen.
Potenzial für günstige und effiziente Solarzellen:
Forscher sehen in Chlorophyll-basierten Solarzellen großes Potenzial, da sie im Vergleich zu herkömmlichen Siliziumzellen einige entscheidende Vorteile bieten könnten:
- Günstigere Materialien: Chlorophyll ist ein weit verbreiteter und kostengünstiger Rohstoff, der in großen Mengen aus Pflanzen gewonnen werden kann.
- Höhere Flexibilität: Chlorophyll-Solarzellen können auf flexiblen Substraten wie Folien oder Textilien hergestellt werden, was neue Einsatzmöglichkeiten eröffnet.
- Umweltfreundlichkeit: Die Herstellung von Chlorophyll-Solarzellen ist im Vergleich zu Siliziumzellen deutlich energieeffizienter und umweltfreundlicher.
Herausforderungen auf dem Weg zur Marktreife:
Trotz dieser vielversprechenden Eigenschaften gibt es auch Herausforderungen, die vor der Marktreife von Chlorophyll-Solarzellen gemeistert werden müssen:
- Geringere Effizienz: Die Effizienz von Chlorophyll-Solarzellen liegt derzeit noch deutlich unter der von Siliziumzellen.
- Stabilität: Chlorophyll ist ein empfindlicher Farbstoff, der unter Licht- und Temperatureinflüssen abbauen kann.
- Langzeitstabilität: Die langfristige Stabilität von Chlorophyll-Solarzellen muss noch in Langzeittests unter realen Bedingungen nachgewiesen werden.
Grätzelzellen: Ein Hoffnungsträger mit Einschränkungen:
Die bekannteste Entwicklung im Bereich der Chlorophyll-Solarzellen ist die Grätzelzelle. Diese wurde nach dem Schweizer Forscher Michael Grätzel benannt und nutzt einen modifizierten Farbstoff anstelle von Chlorophyll. Grätzelzellen haben zwar einige beeindruckende Eigenschaften, wie eine hohe Lichtausbeute und die Fähigkeit, auch bei diffusem Licht Energie zu erzeugen, aber auch sie haben Einschränkungen:
- Komplexität: Die Herstellung von Grätzelzellen ist komplex und erfordert den Einsatz teurer Materialien.
- Toxizität: Einige der in Grätzelzellen verwendeten Farbstoffe sind giftig und stellen ein Umweltproblem dar.
Fazit:
Chlorophyll-Solarzellen haben das Potenzial, die Photovoltaik zu revolutionieren. Die günstigen Materialien, die hohe Flexibilität und die Umweltfreundlichkeit machen sie zu einem attraktiven Alternativmaterial zu Silizium.
Die Herausforderungen in puncto Effizienz, Stabilität und Langzeitverhalten müssen allerdings noch gemeistert werden, bevor Chlorophyll-Solarzellen zu einer breiten Anwendung kommen können.
Grätzelzellen zeigen zwar einige beeindruckende Eigenschaften, aber ihre Komplexität und die Toxizität einiger Farbstoffe schränken ihre Einsatzmöglichkeiten ein.
