Pressemitteilungen - Press Releases

Solarenergie, ein Thema prominenter Wissenschaftler aus aller Welt in Rauris.
Das diesjährige Treffen über Grundlagenforschung zur Solarenergie hat prominente Wissenschaftler aus Europa, Russland, den USA - ja selbst dem fernen Australien nach Rauris gelockt.
Die Sonne stellt eine unerschöpfliche und umweltfreundliche Energiequelle dar und wird, so die Meinung der Workshopteilnehmer, eine herrvorragende Rolle spielen, um unsere Bedürfnisse an Wärme, elektrischer Energie zu befriedigen und selbst um Kraftstoff für Autos bereitstellen.
Wie wir alle wissen, werden europaweit - insbesondere in Spanien, Italien, und Deutschland industriell Solarzellen - zur Elektrizitätserzeugung - in großtechnischem Umfang hergestellt. Allerdings ist Japan in dieser Hinsicht weltführend und hat die höchste Anzahl von Solaranlagen. Die Diskussion der Wissenschaftler in Rauris dreht sich darum, die Umwandlung von Sonnenlicht in nutzbare Energie besser zu verstehen udn daraus Einsichten für Systeme höherer Efffizienz zu gewinnen. Sie reden jetzt von Solarzellen der dritten Generation, das bedeutet, daß theoretische Konzepte entworfen wurden, sodaß die Wirkungsgrade um gut einen Faktor zwei bis drei über den bisher erreichten liegen. Es wird sich daraus unter anderem eine wesentliche Kostenersparnis ergeben. Die Umsetzung praktischer Systeme steht noch aus, aber die Zuversicht ist den Wissenschaftlern anzusehen, daß dies gelingen wird.
March 21, 2002

Auf Grund der Begrenztheit fossiler Energiequellen ist die Nutzung des unerschöpflichen Energieträgers Sonne ein zentrales Thema der Grundlagenforschung in Chemie und Physik. Der Verkauf von Solarzellen zur dezentralen Erzeugung elektrischer Energie erfreut sich grosser Zuwachsraten, obwohl die Kosten für die so erzeugte Kilowattstunde deutlich über den Verkaufspreisen der Elektrizitätswerke liegen. Viele Menschen sind offenbar bereit, sich die Vermeidung von Radioaktivität und Kohlendioxid etwas kosten zu lassen.
Die interdisziplinäre Natur dieses Forschungsgebietes bedingt, dass die Teilnehmer am 10th Workshop on Quantum Solar Energy Conversion, kurz QUANTSOL 98, sowohl aus der Physik und als auch der Chemie kommen, und die behandelten Themen von der Stromerzeugung mit Sonnenlicht an teuren kristallinen Halbleitern, an futuristischen Plastik-Sonnenzellen, bis zur sonnenunterstützten Herstellung von Feinchemikalien an Halbleiterpulvern reichen. Wissenschaftler aus Australien, China, England, Schweden, den Niederlande, Russland, Frankreich, Deutschland, der Schweiz und Österreich treffen sich bei der QUANTSOL '98 in bereits zehnjähriger Tradition in einem für intensiven Austausch optimierten Rahmen. Ein Grossteil der Teilnehmer hat sich auch der European Society for Quantum Solar Energy Conversion angeschlossen, die die QUANTSOL '98 unterstützt.
Zum Themenbereich der QUANTSOL '98 in Bad Hofgastein gehört der Austausch neuester Konzepte für Sonnenzellen. Neben Zellen aus kristallinem und darum teurem Silizium drängen jetzt Dünnschichtzellen aus Kupfer-Indium-Selenid (CIS) und aus Cadmiumtellurid (CdTe) auf den Markt. Weiterentwicklungen dieses Typs werden bei der QUANTSOL '98 anhand von Beiträgen aus Frankreich und Deutschland diskutiert. Die aus der Raumfahrt, aber auch von neueren Parkuhren her bekannten, herkömmlichen Sonnenzellen auf der Basis von Halbleitern haben aufgrund ihrer prinzipiellen, physikalischen Funktionsweise den Nachteil, dass sie immer nur einen Teil des von der Sonne einfallenden Lichtes in Elektrizität umwandeln, typischerweise noch nicht einmal 20%. Dieser Nachteil könnte mit neuen Zellenkonzepten überwunden werden. Eininteressanter Kandidat ist in diesem Zusammenhang die auf der QUANTSOL '98 intensiv diskutierte, sogenannte Quantenstruktur-Solarzelle. Hierbei wird versucht, durch Kombination verschiedener Halbleitermaterialien auf engstem Raum - man spricht hier von Halbleiter-Nanostrukturen - die elektronische Struktur des Materials so zu verändern, dass ein möglichst grosser Teil des Sonnenlichtes energetisch optimal genutzt wird. Diese, teilweise erst theoretisch existierenden Konzepte, werden derzeit von verschiedenen Labors z.B. in England, Deutschland und der Schweiz untersucht, die auch auf der QUANTSOL '98 vertreten sind.
Da in den modernsten sogenannten Dünnschicht-Sonnenzellen die Materialien in dünnsten Filmen (ca. 0,1 Mikrometer = 0,0001 mm) zum Einsatz kommen, werden an die Materialcharakterisierung und -prüfung höchste Anforderungen gestellt. Beiträge über Elektronenstrahl-Mikrosonden-, Rastersonden- und Röntgenmethoden zeigen Erfolge auf diesem Gebiet.
Elektrisch leitfähige (konjugierte) Kunststoffe sind zukunftsträchtige Werkstoffe nicht nur für Leuchtdioden, Sensoren und Photodetektoren sondern auch für Solarzellen, da sie elektronische und optische Eigenschaften von Halbleitern und Metallen mit den attraktiven mechanischen und verarbeitungstechnischen Eigenschaften von Kunststoffen wie geringe Herstellungskosten, Grossflächentechnologie und Flexibilität kombinieren. Über die Forschung an solchen Plastik-Solarzellen wird bei der QUANTSOL '98 von Arbeitsgruppen aus Schweden, den Niederlande, Deutschland, aber auch von der österreichischen Johannes Kepler Universität Linz berichtet. Zum Beispiel konnte ein schneller durch Licht induzierter Elektronenübertritt zwischen leitfähigen Polymeren, die als Elektronenlieferanten wirken, und sogenannten Buckminster-Fullerenen, in denen 60 Kohlenstoffatome eine C60-Molekül bilden, entdeckt werden. Diese Moleküle fungieren als Elektronenfänger und ermöglichen dadurch eine hocheffiziente Umwandlung von Licht in elektrischen Strom (photovoltaische Konversion). Bereits drei Jahre nach der Entdeckung der physikalischen Grundlagen konnten solche Solarzellen mit einem Wirkungsgrad von etwa 3% realisiert werden.
Ein wesentlicher Beitrag kommt bei der QUANTSOL '98 auch auf dem Gebiet elektrochemischer Sonnenzellen, in denen zum Teil Halbleiterpartikel mit Grössen im Nanometerbereich (Kolloide) eine feste Lichtkollektorelektrode bilden und adsorbierte Farbstoffe eine wesentliche Rolle spielen.
Während nach besseren Verfahren zur Erzeugung von Solarstrom gesucht wird, beschäftigen sich vor allem die Chemiker mit der Synthese neuer Stoffe mittels Sonnenlicht. Wie bei der Photosynthese der grünen Pflanzen das Blattgrün, ist auch in den künstlichen Systemen ein Photokatalysator erforderlich, der das Sonnenlicht absorbiert und in chemische Energie umwandelt. Diese grundlegende Eigenschaft besitzen anorganische Halbleiter wie Silizium und Titandioxid, welche in einkristalliner Form auch in der Stromerzeugung eingesetzt werden. Als wichtigste Reaktion gilt allgemein die Spaltung von Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff, der eine idealer Energieträger wäre (Stichwort Wasserstofftechnologie). In kleinen Mengen können diese Gase mittels ultraviolettem Licht schon erzeugt werden, welches allerdings nur zu 2-3% im Sonnenlicht vorhanden ist. Daher gibt es intensive Bemühungen solche Photokatalysatoren zu entwickeln, die auch mit sichtbarem Licht aktiv sind. Neben der Spaltung von Wasser können diese Systeme auch zur Entgiftung (Detoxifizierung) von Trinkwasser eingesetzt werden, ein Problem, das wegen der zunehmenden Verknappung von Wasser weltweit an Bedeutung gewinnt. Diese Methode ist besonders umweltfreundlich, da es ausser Luftsauerstoff und ultraviolettem Licht keine weiteren Chemikalien benötigt.
March 4, 1998
Priv.-Doz. Dr. Wolfgang Kautek
Laboratorium für Dünnschichttechnologien
Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung
Unter den Eichen 87, D-12205 Berlin
Tel.. (0049-30) 8104-1822
Fax: (0049-30) 8104-1822 (oder -1827)
E-mail: Wolfgang.Kautek@bam.de
Online Proceedings of the Workshop

Ein grosser Anteil der antropogenen Veränderung der Erdatmosphäre ist heute auf die Verbrennung fossiler Energieträger zurückzuführen. Neben der Brandrodung (der tropischen Regenwälder) trägt die Verbrennung von Kohle, Öl und Erdgas ganz wesentlich zum Anstieg der CO₂ Konzentration in der Atmosphäre und dem damit verbundenen Treibhauseffekt bei. Die klimatischen Veränderungen manifestieren sich bereits heute in einer Zunahme von Naturkatastrophen wie überschwemmungen, extremen Kälteperioden oder verheerenden Wirbelstürmen.
Darüber hinaus sind fossile Energieträger nicht unbegrenzt verfügbar. Auch wenn im Augenblick noch keine 'Erdölverknappung' feststellbar ist, so werden in absehbarer Zeit die Vorräte erschöpft sein. In gleicherweise sind auch Kernbrennstoffe - sei es für Kernspaltung oder Kernfusion - nicht unbegrenzt verfügbar. Die Sicherheits- und Entsorgungsprobleme, die mit der Kernergie verbunden sind, sind hinreichend bekannt und nach wie vor ungelöst.
Als umweltfreundliche Alternative bietet sich hier die Solarenergie an, die in verschiedensten Formen genutzt werden kann: von der Warmwasser-gewinnung durch Sonnenkollektoren, der solaren Beheizung von Räumen, über Windenergie (einer indirekten Form der Solarenergienutzung) bis hin zur Photovoltaik, wo die direkte Umwandlung von Licht in elektrischen Strom erreicht wird. Auch wenn bereits schon beachtliche technische Leistungen auf diesem Gebiet vollbracht worden sind und in der Praxis die Nutzung der Solarenergie erfolgreich ist, bedarf es noch weiterer Forschung, um einerseits eine Verbesserung der Systeme zu erreichen und andererseits die Entwicklung völlig neuer Konzepte zu ermöglichen.
Um die europaweiten Forschungsaktivitäten auf diesem Gebiet zu fördern und zu koordinieren, wurde 1994 von engagierten Wissenschaftlern die European Society for Quantum Solar Energy Conversion ins Leben gerufen. Die Gesellschaft umfasst eine grosse Anzahl europäischer und aussereuropäischer Wissenschaftler unter ihnen auch zwei Nobelpreisträger (Lord George Porter und Jean-Marie Lehn). Die Society hat es sich zum Ziel gemacht speziell die Grundlagenforschung im Bereich der Solarenergie zu fördern. Dies ist umso wichtiger als seitens der Politik die Problematik der Verbrennung fossiler Energieträger negiert und viel zu wenig für die Solarenergie bzw. deren Erforschung getan wird.
Neben der Abhaltung von Konferenzen und Workshops sollen auch Solar- Sommerschulen und wissenschaftliche Wettbewerbe durchgeführt werden. So ist für 1998 eine Sommerschule hier in Rauris geplant, um auch Studenten den Zugang zu neuesten Erkenntnissen im Bereich der Grundlagenforschung zu ermöglichen.
Schon seit 1989 findet jedes Jahr im Frühjahr in den Alpen - heuer zum 9. mal und zum dritten mal in Rauris im 'Hotel Rauriser Hof' in Rauris / Salzburg - ein Workshop über Grundlagen der Solarenergie-Umwandlung statt. Die Organisation dieses Workshops hat heuer nun zum zweiten mal die European Society for Quantum Solar Energy Conversion übernommen.
Es werden über 30 hochrangige Wissenschaftler aus ganz Europa erwartet. Eine Woche lang werden neue Ergebnisse zur Umwandlung von Sonnenenergie in Strom sowie chemische Energieträger diskutiert. In einem dichten Vortragsprogramm werden weiters wichtige Themen der Photovoltaik behandelt. Darunter fallen neben neuen Solarzellekonzepten sowie neuen Materialien für Solarzellen auch technische Aspekte wie die preisgünstige Herstellung grossflächiger Solarmodule. Auch die in der Natur ablaufenden Prozesse der Photosynthese werden als Modell für die Umwandlung der Sonnenenergie in chemische Produkte diskutiert.
In einer Pressekonferenz am 13.März 1997 wird über neue Entwicklungen im Bereich der Forschung und den Fortgang der Konferenz berichtet.
Das Seminar wird dankenswerterweise von der Creditanstalt Bankverein und der österreichischen Elektrizitätswirtschafts-AG (Verbundkonzern) finanziell unterstützt.
March 3, 1997