Solarzellen gelten als klimafreundliche Energieerzeuger der Zukunft. Ein wesentlicher Nachteil ist allerdings, dass sie bei Regenwetter deutlich schlechter funktionieren, da sie Sonnenlicht brauchen, um Strom zu erzeugen. Ein spanisches Forschungsteam hat nun jedoch eine spezielle Beschichtung entwickelt, die das ändert.
So funktioniert die Solarzellen-Technologie
Die Technologie, über die im Fachjournal „Nano Energy“ berichtet wird, nutzt ultradünne, sogenannte triboelektrische Nanogeneratoren (TENG). Diese wirken ähnlich wie Teflon, das unter anderem wasserabweisende Eigenschaften hat.
Fallen nun Regentropfen von oben auf die beschichtete Solarzelle, entsteht durch die Bewegung Reibung, was wiederum eine statische Spannung erzeugt, die dann in Strom umgewandelt wird. Dank der Beschichtung wird also nicht zwangsläufig Sonnenlicht benötigt, damit die Zellen Strom erzeugen können.
Perowskit-Solarzellen gelten als Solartechnologie der Zukunft
Die Beschichtung generiert allerdings nicht nur Energie aus den fallenden Regentropfen. Sie schützt die Solarzellen darüber hinaus auch vor Nässe und UV-Strahlung, was ihre Lebenszeit perspektivisch und bei Weiterentwicklung der Technologie verlängern kann und damit einen weiteren Nachteil positiv beeinflussen würde: die Wartungskosten.
Darüber hinaus kommt auch der Lotus-Effekt zum Tragen. Dieser bezeichnet die selbstreinigenden Eigenschaften von Oberflächen. Denn dadurch, dass die Beschichtung enorm wasserabweisend ist, generiert ein Regenguss dann nicht nur Strom, sondern reinigt durch den ausgeprägten Abperleffekt auch die Solarzellen, was wiederum deren Effizienz bei Sonnenschein erhöht.
Die Beschichtung wird zudem durch sogenannte plasmagestützte chemische Gasphasenabscheidung (PECVD) aufgetragen. Dem Team ist es gelungen, diesen Prozess bei Raumtemperatur und ohne Lösungsmittel durchzuführen. Das ermöglicht das Auftragen auf die empfindlichen Perowskit-Solarzellen, die aufgrund ihrer Effizienz und der kostengünstigen Produktion als besonders beliebt gelten.
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Bestehende Technologie wurde weiterentwickelt
Gänzlich neu ist die Idee im Übrigen nicht. Bereits 2018 konnten einige Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die kinetische Energie von Regen nutzen, um mit Siliziumzellen Strom zu erzeugen. Das Team aus Spanien hat die Technologie nun weiterentwickelt, sodass sie auf die Perowskit-Solarzellen anwendbar ist und die leistungsstarken, aber empfindlichen Zellen deutlich widerstandsfähiger macht.
Allerdings hat die Beschichtung selbst noch einen Schwachpunkt: Sie ist nämlich noch recht anfällig. Vor allem bei starkem Regen lässt die Leistung innerhalb kürzester Zeit deutlich nach. Dennoch wird der Technologie, die noch in den Kinderschuhen steckt, großes Potenzial bescheinigt. Dabei geht es allerdings weniger um private Hausdächer als um autarke kleine Sensoren, die etwa in Smart Cities zum Einsatz kommen.