Neue halbtransparente organische Solardächer zur Verbesserung des Gewächshausanbaus
(Rinnovabili.it) – Wie man das machtnachhaltigere und wirtschaftlichere Agri-Voltaik? Mit organischen Solarzellen, die auf teure Halbleiter verzichten und funktionieren, ohne das Licht zu blockieren, das Pflanzen brauchen. Diese Einheiten könnten zur Realisierung von führen in die Gewächshäuser integrierte halbtransparente Photovoltaikdächer oder in anderen landwirtschaftlichen Anwendungen. Derzeit bleibt jedoch ein großes Problem: Die organische Photovoltaik ist weniger stabil als die Silizium-Photovoltaik. Unter direkter Sonneneinstrahlung neigt es dazu, schneller abgebaut zu werden als sein anorganisches Gegenstück. Tatsächlich kann Licht die Oxidation von Materialien und den daraus resultierenden Elektronenverlust bestimmen, was die Module zu einem schnellen “Ertrag” führt.
Aber eine Gruppe vonUniversität von Kalifornien in Los Angeles (UCLA) hat einen Weg gefunden, neue, effizientere und langlebigere organische Solardächer auf den Markt zu bringen. „Organische Materialien sind aufgrund ihrer Lichtabsorptionsselektivität einzigartig für die Agrivoltaik geeignet“erklärt der Materialwissenschaftler Yang-YangCo-Autor der Studie. „Der Hauptnachteil, der ihren breiten Einsatz bisher verhindert hat, ist ihre mangelnde Stabilität“. Yang und sein Team fanden die Lösung in rezeptfreien Nahrungsergänzungsmitteln.
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Ein Protein für stabilere organische Solarzellen
Die Forscher integrierten eine Schicht aus L-Glutathion, ein natürliches Tripeptid mit großartigen antioxidativen Eigenschaften, in halbtransparenten Zellen auf Kohlenstoffbasis. „Die Zwischenschicht – zum Recht in der Veröffentlichung am Natur Nachhaltigkeit (Englischer Text) – unterdrückt effektiv die Bildung von Radikalen aus der Elektronentransportschicht unter Sonnenlicht und verhindert den strukturellen Abbau der organischen photoaktiven Schicht während des Betriebs“. Darüber hinaus ermöglicht die Zugabe von Glutathion die Reduzierung von Defekten, die als Rekombinationsstellen für Ladungsträger fungieren, wodurch die Leistung verbessert wird. Die durchgeführten Tests haben gezeigt, dass die neuen organischen Solarzellen dazu in der Lage sind eine Effizienz von mehr als 80 % des Ausgangswerts nach 1.000 Stunden Dauerbetrieb beibehalten. Ohne die Zwischenschicht sinkt die Ausbeute unter 20 %.
Das Team stellte seine Arbeit auf die Probe, indem es halbtransparente Photovoltaikdächer für Gewächshäuser herstellte, unter denen Weizen, Bohnen und Brokkoli angebaut werden, und letzteres mit den gleichen Pflanzen in einem traditionellen Gewächshaus verglich. Das Ergebnis? Die Erträge im Gewächshaus mit dem halbtransparenten Bio-Solardach waren üppiger. Wissenschaftler glauben, dass dies genau auf L-Glutathion zurückzuführen ist. Das Protein schafft es, ultraviolette Strahlen, die das Pflanzenwachstum hemmen können, und Infrarotstrahlen, die eine innere Überhitzung verursachen können, zu blockieren.
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