{"id":57852,"date":"2023-09-05T09:01:04","date_gmt":"2023-09-05T08:01:04","guid":{"rendered":"https:\/\/knowhow.distrelec.com\/?p=57852"},"modified":"2023-09-05T09:01:07","modified_gmt":"2023-09-05T08:01:07","slug":"werden-solarmodule-in-der-lage-sein-das-sonnenlicht-immer-besser-einzufangen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/knowhow.distrelec.com\/de\/energie-stromversorgung\/werden-solarmodule-in-der-lage-sein-das-sonnenlicht-immer-besser-einzufangen\/","title":{"rendered":"Werden Solarmodule in der Lage sein, das Sonnenlicht immer besser einzufangen?\u00a0"},"content":{"rendered":"\n

In den letzten Jahren fand weltweit ein bemerkenswerter Wandel hin zu erneuerbaren Energiequellen statt. Solarenergie gilt hierbei als Spitzenreiter der sauberen Energierevolution. <\/em><\/p>\n\n\n\n

Solarmodule nutzen die reichlich vorhandene Energie der Sonne und haben seit ihrer Einf\u00fchrung erhebliche Fortschritte gemacht. Die j\u00e4hrliche PV-Kapazit\u00e4t steigt jedes Jahr<\/a>, und es ist geplant, bis 2026 Erdgas und bis 2027 Kohle zu \u00fcbertreffen. Es stellt sich jedoch die Frage, ob Solarmodule das Sonnenlicht k\u00fcnftig effizienter einfangen k\u00f6nnen werden. Aktuell liegt der Wirkungsgrad von Solarmodulen auf Siliziumbasis zwischen etwa 15 % und 20 % an Sonnenenergie<\/a>, die in nutzbare Energie umgewandelt wird.<\/p>\n\n\n\n

Dieser Artikel befasst sich mit erneuerbaren Energien, insbesondere mit der Solarmodultechnologie, und erforscht die spannenden Aussichten f\u00fcr eine verbesserte Effizienz der Sonnenlichtaufnahme.<\/p>\n\n\n\n

Solarenergie und andere erneuerbare Energien<\/h2>\n\n\n\n

Solarenergie ist die ergiebigste und zug\u00e4nglichste Quelle erneuerbarer Energie. Laut den Daten der International Energy Agency (IEA)<\/a> wurden im Jahr 2022 fast 1.300 TWh an PV-Solarenergie erzeugt. Dies ist ein Rekordanstieg von 26 % von zuvor 270 TWh. 2022 \u00fcbertraf Solarenergie zum ersten Mal in der Geschichte die Windenergie und wies das h\u00f6chste absolute Wachstum aller erneuerbaren Technologien auf. Diese Wachstumsrate der Stromerzeugung entspricht dem, was das Szenario Net Zero Emissions by 2050<\/a> (Netto-Null-Emissionen bis 2050) f\u00fcr die Jahre 2023 bis 2030 erwartet. <\/p>\n\n\n

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Quelle: IEA 2022; Share of cumulative power capacity by technology, 2010-2027, https:\/\/www.iea.org\/data-and-statistics\/charts\/share-of-cumulative-power-capacity-by-technology-2010-2027, Licence: CC BY 4.0<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Aktueller Stand der Effizienz von Solarmodulen<\/h2>\n\n\n\n

Solarmodule sind auch als Photovoltaik (PV)-Module bekannt und ihre Effizienz wurde in den letzten Jahrzehnten erheblich gesteigert. Herk\u00f6mmliche Solarmodule auf Siliziumbasis sind jetzt kommerziell nutzbar, und zahlreiche Anlagen befinden bereits auf D\u00e4chern und in Landschaften auf der ganzen Welt. Wie eingangs erw\u00e4hnt, liegt der Wirkungsgrad dieser Module, gemessen an ihrer F\u00e4higkeit, Sonnenlicht in Strom umzuwandeln, in der Regel zwischen 15 % und 20 %.<\/p>\n\n\n\n

Diese Zahlen sind zwar beeindruckend, aber die Suche nach mehr Effizienz geht weiter. Forscher und Ingenieure arbeiten st\u00e4ndig an innovativen Techniken, um Solarzellen noch effizienter, g\u00fcnstiger und umweltfreundlicher zu gestalten.<\/p>\n\n\n\n

Modernste Solarmodul-Technologien<\/h2>\n\n\n\n

Neue Designs und Ebenen bieten einen h\u00f6heren Wirkungsgrad und eine h\u00f6here Energieausnutzung. W\u00e4hrend Solarzellen<\/a> aus Silizium nur ein geringes Spektrum des Sonnenlichts umwandeln, erm\u00f6glichen neuere Materialien eine bessere Lichtabsorption.\u00a0<\/p>\n\n\n\n

Perowskitsolarzellen<\/h3>\n\n\n\n

Perowskit, ein Titan- und Kalziumkristall, ist effektiver bei der Absorption von n\u00e4her am Infrarotspektrum liegendem Licht. Die leichten und flexiblen Zellen werden mit kosteng\u00fcnstigen Verfahren hergestellt, was sie zu einer guten Option f\u00fcr zuk\u00fcnftige Solarmodule macht. <\/p>\n\n\n\n

Perowskitsolarzellen haben das Potenzial, einen h\u00f6heren Wirkungsgrad als Solarzellen auf Siliziumbasis zu erzielen. Forscher arbeiten kontinuierlich an der Verfeinerung von Perowskitformulierungen. Ihr Ziel ist es, die Stabilit\u00e4t und Leistung zu verbessern und den Wirkungsgrad m\u00f6glicherweise \u00fcber die derzeitigen Normen hinaus zu steigern. Der Beweis daf\u00fcr findet sich in der Schweiz, wo Forscher der EPFL und des CSEM zum ersten Mal die Wirkungsgradschwelle von 30 % f\u00fcr Perowskit-auf-Silizium-Tandemsolarzellen<\/a> erfolgreich \u00fcberschritten haben. <\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n
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Diese hocheffizienten Ergebnisse erfordern jetzt weiterf\u00fchrende Forschungs- und Entwicklungsarbeiten, damit sie gr\u00f6\u00dffl\u00e4chig \u00fcbertragen werden k\u00f6nnen. Auf diese Weise soll auch sichergestellt werden, dass diese neuen Zellen auf unseren D\u00e4chern und anderswo \u00fcber eine normale Lebensdauer eine stabile Leistung erbringen.<\/em><\/p>\n– Quentin Jeangros vom CSEM<\/cite><\/blockquote>\n\n\n\n

Erfahren Sie mehr \u00fcber Perowskit-Solarzellen in unserem Artikel \u00fcber top 5 innovative Solartechnologien<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

Tandemsolarzellen<\/h3>\n\n\n\n

Eine vielversprechende Methode zur Steigerung der Effizienz von Solarmodulen ist die Entwicklung von Tandemsolarzellen. Diese Zellen stapeln zwei oder mehrere Schichten verschiedener Halbleitermaterialien, um ein breiteres Sonnenlichtspektrum einzufangen. Diese Schichten k\u00f6nnen eine Mischung derzeit verf\u00fcgbarer Solarzellen aus Perowskiten, Si, GaAs, CIGS usw. umfassen. <\/p>\n\n\n\n

In Deutschland haben beispielsweise Teams des Helmholtz-Zentrums Berlin (HZB) und des Instituts f\u00fcr Solarforschung in Hameln (ISFH) PERC-Photovoltaikzellen (\u201ePassivated Emitter and Rear Contact\u201c) vorgestellt. Diese Zellen sind mit einem maximalen Wirkungsgrad von 23 %<\/a> die effizientesten auf dem Markt. Die deutschen Wissenschaftler sind jedoch zuversichtlich, dass die neuen PERC\/POLO-Tandemzellen 29,5 % erzielen k\u00f6nnten.<\/p>\n\n\n\n

Au\u00dferhalb von Europa haben Forscher in Saudi-Arabien einen neuartigen Solarzellentyp entwickelt. Dieser Typ bricht den Rekord f\u00fcr den h\u00f6chsten Wirkungsgrad mit einer noch nie dagewesenen 33,7 %<\/a>. Es handelt sich um eine Tandemsolarzelle, basierend auf der Kombination von Silizium und Perowskit. W\u00e4hrend die Siliziumschicht haupts\u00e4chlich infrarotes Licht absorbiert und in Strom umwandelt, absorbiert die Perowskitschicht sichtbares Licht und ist damit effizienter als herk\u00f6mmliche Zellen.<\/p>\n\n\n\n

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\u201eWir hoffen, dass unsere neue Errungenschaft dazu beitragen wird, den Wandel zu gr\u00fcner Energie zu beschleunigen.<\/em>\u201c<\/p>\n– Erkan Aydin, Forscher an der King Abdullah University of Science and Technology (KAUST)<\/cite><\/blockquote>\n\n\n\n

Bifaziale Solarmodule<\/h3>\n\n\n\n

Bifaziale Solarmodule sind Photovoltaik-Solarzellen mit der F\u00e4higkeit, Strom zu erzeugen, wenn sie von beiden Seiten bestrahlt werden. Mit anderen Worten: Bifaziale Solarmodule k\u00f6nnen das Sonnenlicht von beiden Seiten einfangen und das von Oberfl\u00e4chen wie D\u00e4chern oder dem Boden reflektierte Sonnenlicht effektiv nutzen (Hinweis: Sie funktionieren am bei Installation auf Bodenh\u00f6he). Einige bifaziale Module sind in der Lage, die Energieproduktion um bis zu 30 % zu steigern<\/a>. Die exakte Menge h\u00e4ngt von den Umweltbedingungen ab.<\/p>\n\n\n\n

Quantenpunkt-Solarzellen<\/h3>\n\n\n\n

Wissenschaftler dringen in den Bereich der Nanotechnologie ein und nutzen Halbleiter-Nanostrukturen f\u00fcr die Solarenergie, wobei sie hocheffiziente Solarzellen mit komplizierten Nanostrukturen und Quantenpunkten schaffen. Eine Quantenpunkt-Solarzelle ist eine Solarzelle, die Quantenpunkte zur Absorption des photovoltaischen Materials verwendet.<\/p>\n\n\n\n

Laut dem National Renewable Energy Laboratory<\/a> haben Quantenpunkte das Potenzial, den Wirkungsgrad der Umwandlung von Sonnenlicht in Strom drastisch zu steigern (in manchen Ger\u00e4ten sogar zu verdoppeln). Diese Strukturen k\u00f6nnen Licht im Nanoma\u00dfstab manipulieren, was eine bessere Absorption und eine h\u00f6here Energieumwandlungseffizienz erm\u00f6glicht. Sollte die Forschung auf diesem Gebiet weiterhin voranschreiten, werden wir vielleicht Solarzellen haben, die das Sonnenlicht effektiver als je zuvor nutzen k\u00f6nnen. <\/p>\n\n\n\n

Fazit<\/h2>\n\n\n\n

Mit neuen fortschrittlichen Technologien und verschiedenen Arten von Solarzellen erfreuen sich Solarenergie und Solarmodule immer gr\u00f6\u00dferer Beliebtheit. Die Entwicklung neuer Solarmodule kann nicht nur die Effizienz der Sonneneinstrahlung verbessern, sondern auch die Energiewirtschaft umgestalten. Da der \u00dcbergang zu sauberen Energiequellen auf der Welt weiterhin stattfindet, wird die Entwicklung von Solarmodulen ein Teil des \u00dcbergangs zu einer nachhaltigen und energiereichen Zukunft sein.<\/p>\n\n\n\n

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Entdecken Sie die Solarstromprodukte<\/strong><\/a><\/div>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"In den letzten Jahren fand weltweit ein bemerkenswerter Wandel hin zu erneuerbaren Energiequellen statt. 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