Ein neuer, biegsamer Solarzellentyp benötigt im Vergleich zu herkömmlichen, auf Siliziumwafern basierenden Zellen lediglich ein Prozent des Materials. Das macht ihn nicht nur leichter, sondern auch billiger. Nichtsdestoweniger zeige das neue Design eine ähnlich hohe Lichtabsorption, berichten die Entwickler um Harry Atwater vom California Institute of Technology in Pasadena.

Die Forscher verwendeten in ihrem Experiment winzige, mikrometergroße Siliziumdrähte, deren Anordnung, Länge, Durchmesser sowie Abstände sie in vielfältiger Weise variierten. Einfallendes Licht prallt mehrfach zwischen diesen Strukturen hin und her, bis es absorbiert wird, erläutern Atwater und Co.

Um das Licht noch besser einzufangen, überzogen sie die Drähte zusätzlich mit einer antireflektiven Schicht. Zudem sollten Nanopartikel aus Aluminiumoxid wie Reflektoren wirken und das zwischen den Siliziumdrähten laufende Licht möglichst günstig streuen. Auf diese Weise wurden 85 Prozent des nutzbaren Sonnenlichts absorbiert. Kommerzielle Solarzellen auf Siliziumbasis liegen nur zwei Prozent darüber.

Anordnungen aus solchen Siliziumstäbchen wurden wegen ihrer zahlreichen Vorteile bereits häufig als Alternative zu herkömmlichen Solarzellen in Betracht gezogen. Um allerdings größere Fotozellen mit der bestmöglichen Effizienz herzustellen, ist eine ausgeklügelte Architektur nötig: Einfallende Lichtstrahlen müssen bei einer Reihe von Wellenlängen sowie Einfallswinkeln absorbiert und die dabei freigesetzten Ladungsträger so effizient wie möglich genutzt werden. (mp)