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Solarzellen aus dem Meer

Erde|Umwelt

Solarzellen aus dem Meer
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Könnten dank des Tricks eines Meeresschwamms bald sehr viel billiger werden: Solarzellen. Foto: Fernando Tomás, Wikipedia
Der Blick in die Tiefe der Meere könnte in Zukunft helfen, Sonnenenergie kostengünstiger nutzbar zu machen: Bei der Entwicklung von Halbleitern für Solarzellen stand amerikanischen Forschern ein orangefarbener Schwamm namens Meerorange Pate. Dieses kugelförmige Tier ist in der Lage, seine wenige Millimeter langen Skelettnadeln aus dem im Meerwasser enthaltenen Silizium aufzubauen. Dem Forscherteam um Daniel Morse von der Universität von Kalifornien in Santa Barbara gelang es nun, im Labor eine ähnliche Reaktion nachzubilden.

In Solarzellen wird elektrischer Strom erzeugt, wenn Licht auf eine dünne Halbleiterschicht trifft. Deren Herstellung ist allerdings teuer, da die Halbleitermaterialien bei sehr hohen Temperaturen unter geringem Druck auf ein Grundmaterial aufgedampft werden. Um den Prozess zu vereinfachen, machten sich Morse und seine Kollegen das Prinzip der Meerorange Tethya aurantia zunutze. Dieser Schwamm kann die Siliziumverbindung Kieselsäure aus dem Meerwasser in Siliziumdioxid umwandeln, ohne dabei auf hohe Temperaturen oder niedrige Drücke angewiesen zu sein. Ein Enzym namens Silicatein bringt bei dem Meeresbewohner die chemische Reaktion in Gang.

Mit einem ähnlichen Prinzip stellten die amerikanischen Forscher nun eine feine Zinkoxidschicht her, einem in der Solartechnik weit verbreitetem Halbleitermaterial: Sie ersetzten das Meerwasser durch eine wässrige Zinknitratlöung und das Enzym Silicatein durch Ammoniak. Damit gelang es ihnen, mit einem im Vergleich mit dem Aufdampfen viel geringeren Energieaufwand einfachste Solarzellen herzustellen, bei denen Glasteilchen mit einen 100 bis 300 Nanometer dünnen Zinkoxidfilm überzogen sind. Diese Solarzellen funktionieren im Prinzip, sagen die Wissenschaftler. Doch bis zur Marktreife brauche es noch weiteren Entwicklungsaufwand.

New Scientist, 24. März 2007, S. 32 ddp/wissenschaft.de ? Fabio Bergamin
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