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Fresnel-Linse macht Solarzelle leichter

Technik|Digitales

Fresnel-Linse macht Solarzelle leichter
Amerikanische Forscher haben eine neuartige, ultraleichte Solarzelle entwickelt, die Sonnenlicht mit einer Effizienz von 30 Prozent in Strom umwandelt. Dank einer das Sonnenlicht einfangenden Fresnel-Linse ist die Solarzelle zudem um 85 Prozent leichter als herkömmliche Zellen der gleichen Leistung. Da das Gewicht bei Raketenstarts ins Weltall oft der kostenbestimmende Faktor ist, könnten die neuen Zellen die Stationierung von Solarsegeln beträchtlich kostengünstiger gestalten.

Die aktiven Halbleiterschichten der von Mark O?Neill von der Firma Entech entwickelten Solarzelle unterscheiden sich nur im Detail von denen herkömmlicher Zellen. Das Kernstück der neuen Zelle ist vielmehr eine spezielle Linse, die das Sonnenlicht mit einer Ausbeute von 92 Prozent einfängt und auf die aktive Oberfläche fokussiert.

Im Gegensatz zu ihren von Brillen bekannten Kollegen besteht die neue Linse nicht aus Glas, sondern aus Silikon, einer gummiartigen Verbindung. Zudem ist sie nicht gekrümmt, sondern eine flache, nur 140 Mikrometer dicke Scheibe, die mit einem konzentrischen Muster versehen ist. Sie gleicht einer so genannten Fresnel-Zonenplatte und kann daher Licht fokussieren.

Wenn ein Lichtstrahl unter einem Winkel auf eine Fresnel-Zonenplatte auftrifft, so verändert sich seine Phase, so dass er beim Durchgang durch die Platte gekrümmt wird. Eine geschickte Anordnung des Musters der Zonenplatte ermöglicht daher die Fokussierung von Lichtbündeln.

O?Neill will seine Linse nun in einer nächsten Version mit weiter verbesserten Solarzellen verbinden, die aus mehreren verschiedenen Halbleiterschichten bestehen. Diese könnten daher einen noch größeren Anteil der eingefangenen Sonnenergie in Strom umwandeln.

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