Dyesol Solar: Farbstoff- Und Nanotechnologie-Solarphotovoltaik

Dyesol positioniert sich, um die Solar-Photovoltaik-Branche (PV) zu revolutionieren, indem es eine innovative, aber noch weitgehend unkommerzielle PV-Technologie zur Verfügung stellt: die Farbstoffsolarzelle (DSC). DSC ist eine Solar-PV-Technologie der 3. Generation, die ein „Sandwich“ von Materialien verwendet, um den Photosyntheseprozess von Pflanzen nachzuahmen und so aus Sonnenlicht Strom zu erzeugen. Es gibt zahlreiche Anwendungen, darunter gebäudeintegrierte Photovoltaik (BIPV) und tragbare PV.

Solarenergie ohne Silizium?

Silizium-PV-Zellstruktur und der photovoltaische Effekt

Silizium-PV-Zellstruktur und der photovoltaische Effekt. (Bild: Creative Commons über Wikipedia.)

Konventionelle Solar-PV

Obwohl konventionelle Solarpaneele auf Siliziumbasis dominieren, gibt es auch eine Reihe von Nicht-Silizium-Solar-PV-Technologien (normalerweise in Dünnschicht-PV eingesetzt), die auf dem Markt erhältlich sind. Die meisten funktionieren jedoch auf eine ähnliche Weise wie siliziumbasierte Module: Licht trifft auf ein Halbleitersubstrat mit einem positiv-negativen (pn)-Übergang, und Elektronen werden durch das Substrat geschleudert und fließen dann in ein elektrisch leitendes Material (z. B. Aluminium), um nutzbaren Gleichstrom zu erzeugen.

Diagramm der DSC-Solarzellentechnologie

Diagramm der DSC-Solarzellentechnologie (Bild über Dyesol)

Dyesols farbstoffbasierte Solar-PV

Die DSC-Technologie hingegen enthält anstelle eines dichten Films oder Substrathalbleiters eine dreifache Schicht aus nanopartikulärem Titandioxid (Titandioxid, das als Pigment in Farben und seltsamerweise auch in Zahnpasta verwendet wird), eine lange Lebensdauer Farbstoff und ein Elektrolyt. Die erste Schicht ist ein nanotechnologisches Material, während die beiden letzteren den natürlichen Photosyntheseprozess nachahmen, der in den Blättern von Pflanzen abläuft. Das Endergebnis ist, dass Sonnenlicht in Elektrizität umgewandelt wird und nicht, wie es bei Pflanzen der Fall ist, in Zucker eingeschlossen wird. Das „Brot“ des Materialsandwichs von Dyesol besteht aus zwei elektrisch leitenden Materialien – eines transparent auf der dem Licht zugewandten Oberfläche und ein anderes, das als Substrat hinter der Zelle fungiert. Diese leiten den Strom aus der Zelle zu seinem Endverbrauch.

Hauptvorteile der Solar-PV-Technologien von Dyesol

-Einfachere Produktionsprozesse bedeuten niedrigere Kosten als herkömmliche siliziumbasierte PV-Technologien sowie einen geringeren Energieverbrauch bei der Herstellung

-Kann wie ein Film auf die Oberfläche verschiedener Untergründe, einschließlich herkömmlicher Baumaterialien, aufgetragen werden

-Kann herkömmliche Glasscheiben und Fenster in Gebäuden ersetzen, anstatt Platz auf dem Dach zu beanspruchen

-Kann in verschiedenen Farben hergestellt werden, um Flexibilität bei der Gebäudegestaltung zu gewährleisten

-Erzeugt Strom auch bei schlechten Lichtverhältnissen unter realen Bedingungen, einschließlich bewölkter und diesiger Tage, gesprenkeltem Licht, Morgen- und Abenddämmerung

-Vermeidet den Einsatz teurer Rohstoffe und erzeugt keine giftigen Emissionen

-Im Jahr 2008 wurden unter Laborbedingungen Spitzenumwandlungswirkungsgrade von bis zu 11 % (Sonnenlicht in Elektrizität) erzielt (vergleichbar oder höher als die Spitzenwirkungsgrade vieler anderer Dünnschicht-Solar-PV-Materialien)

Wem stehen Dyesol-Materialien und -Technologie zur Verfügung?

Die DSC-Materialien von Dyesol können im Dyesol-Onlineshop für Akademiker und andere, die sich mit der Technologie befassen, erworben werden. Gleichzeitig arbeitet Dyesol mit wichtigen multinationalen Unternehmen zusammen, um DSC-integrierte Produkte in einer Vielzahl von Anwendungen, einschließlich Stahldächern und Glasfenstern, auf den Massenmarkt zu bringen. Derzeit laufen Projekte mit Tata Steel, einem der weltweit größten Stahlproduzenten, und mit Pilkington North America, einem der weltweit größten Glashersteller. Dyesol ist ein wirklich globales Unternehmen mit Hauptsitz, Labor und technischen Einrichtungen in Queanbeyan, New South Wales (kürzlich besuchte die australische Premierministerin Julia Gillard) und Niederlassungen unter anderem in Italien, Großbritannien, Japan und Südkorea.

Dyesols kühne Vision: Netzpreisparität im Vereinigten Königreich

Zumindest für die nahe Zukunft scheint es, dass herkömmliche Solar-PV-Module wahrscheinlich die am leichtesten verfügbare und kostengünstigste Option für die Nachrüstung von Solaranlagen auf Dächern in Wohngebäuden bleiben werden. Mittlerweile geht Dysol jedoch bei seinen Bemühungen zur Kommerzialisierung von DSC bis an die Grenzen und hat sich in einem gemeinsamen Demonstrationsprojekt mit Tata Steel im Vereinigten Königreich das ausdrückliche Ziel gesetzt, sicherzustellen, dass der von seinen Modulen erzeugte Strom mit dem von den eigenen Modulen erzeugten Strom konkurrenzfähig ist Stromnetz, wodurch die Abhängigkeit vom britischen Einspeisetarif für die wirtschaftliche Rentabilität entfällt.

Dies ist ein beeindruckendes Ziel, insbesondere wenn man bedenkt, dass die meisten Solar-PV-Installationsunternehmen in Großbritannien versuchen, mit der jüngsten, vorzeitigen Kürzung dieser staatlichen Anreize klarzukommen – viele prognostizieren eine Art solares Armageddon. Sollte Dyesol sein Ziel erreichen, wird dies wahrscheinlich Auswirkungen auf die gesamte Solar-PV-Branche haben. Da der Sinn der Subventionierung erneuerbarer Energien darin besteht, die Wettbewerbsfähigkeit gegenüber der Erzeugung fossiler Brennstoffe zu ermöglichen, könnte Solarstrom zu Netzpreisen die Art und Weise, wie Solar-PV als erneuerbare Energiequelle betrachtet wird, völlig verändern und möglicherweise sogar die zukünftige Entwicklung der Subventionierung von Solar-PV beeinflussen – zweifellos sehr zum Zorn der Konkurrenten von Dyesol.