Wissenschaftler der Universität von Toin in Yokohama haben eine Solarzelle hergestellt, die nicht nur mit Hilfe von Licht Strom erzeugen, sondern die elektrischen Ladungen auch wie eine Batterie speichern kann. Dies wird durch eine Schicht aus Aktivkohle zwischen den beiden Elektroden der Zelle ermöglicht, die die Ladungsträger und somit deren Energie speichert. Die Studie ist in den Applied Physics Letters (Band 85 Seite 3932) abgedruckt.
Solarzellen bestehen gewöhnlich aus einer Anordnung unterschiedlich dotierter Halbleiter und ähneln damit einer Diode. Auf diese Weise können durch Licht in der Grenzschicht Elektronen und positive Ladungsträger, so genannte Löcher, erzeugt werden, so dass ein Strom fließt. Tsutomu Miyasaka und seine Kollegen haben dieses Konzept nun erweitert, um die erzeugten Ladungen wie in einer Batterie speichern zu können.
Ihre Solarzelle besteht aus zwei Elektroden, die durch zwei Schichten Aktivkohle voneinander getrennt sind. Eine dieser Elektroden ist mit einer Farbstoffschicht überzogen, in der bei Lichteinstrahlung Elektronen und Löcher erzeugt werden.
Um die Ladungsträger zu trennen, werden die Elektronen dann zu der anderen Elektrode geleitet, wo sie in der angrenzen Aktivkohleschicht gespeichert werden. Die Löcher hingegen sammeln sich an der Grenzschicht zwischen der ersten Elektrode und der Aktivkohleschicht an. Somit sind die beiden Ladungen wie in einem Plattenkondensator voneinander getrennt.
Die gespeicherten Ladungen können dann später durch einen Kurzschluss zwischen den beiden Elektroden in Form eines elektrischen Stroms abfließen. Die Solarzelle eigne sich somit ideal zum Einsatz in Regionen mit nur geringer Sonneneinstrahlung, so Miyasaka. Die Forscher hoffen, ihre Zelle schon innerhalb weniger Jahre vermarkten zu können.
Stefan Maier
