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Forschenden der Universität Basel ist es gelungen, in Farbstoffsolarzellen auf Kupferbasis das seltene Iod durch das weit häufiger vorkommende Kobalt zu ersetzen. Dies sei ein weiterer Schritt in Richtung einer umweltfreundlichen Energiegewinnung.

Dies teilte die Universität am Freitag mit. Die entsprechenden Forschungsresultate sind laut der Uni in der Fachzeitschrift "Chemical Communications" veröffentlicht worden. Die Basler Chemiker haben das in den Solarzellen als Elektrolyt verwendete Iod durch einen Kobalt-Komplex ersetzt. In Tests hatte sich darauf kein Leistungsverlust gezeigt.

Farbstoffsolarzellen oder DSC (Dye-sensitized Solar-Cells) verwandeln Licht in Elektrizität. Sie bestehen aus einem Halbleiter, auf dem ein Farbstoff verankert ist. Dieser fängt Sonnenlicht ein, und durch Elektronenverschiebungen entsteht eine elektrische Spannung. Für den Ladungstransport in der Zelle braucht es bestimmte Substanzen, die Elektrolyten.

Deutlich nachhaltiger

Als Elektrolyt werden bisher üblicherweise Iod und Iodid verwendet. Iod kommt als Element im Boden aber nur selten vor. Kobalt gebe es hingegen 50 mal häufiger, wird in der Mitteilung die Projektleiterin Biljana Bozic-Weber zitiert. Laut der Basler Universität erhöht so der Ersatz von Iod durch Kobalt die Nachhaltigkeit der Zellen deutlich.

Ausserdem verbessere sich dadurch die langfristige Stabilität der Kupfer-Farbstoffsolarzellen. Denn verhindert werde auch ein Abbauprozess, bei dem die Kupferverbindungen in der Zelle mit dem Elektrolyten reagieren und Kupferiodid bilden.

Die Forschergruppe um die Basler Chemieprofessoren Ed Constable und Catherine Housecroft arbeitet derzeit daran, die Leistung von Farbstoffsolarzellen mit Kupferfarbstoffen zu verbessern; 2012 hatten sie das seltene Ruthenium in den Zellen durch Kupferderivate ersetzen können.

Die erstmalige Kombination von Kupferfarbstoffen und Kobalt-Elektrolyten sei nun ein wichtiger Schritt in der Entwicklung stabiler iodfreier Kupfer-Solarzellen. Vor einer Kommerzialisierung ausserhalb von Nischenmärkten seien indes noch zahlreiche Effizienzaspekte zu behandeln.

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SDA-ATS