Chilis für wirksamere Solarzellen?

Doch wie funktioniert das genau? 

Um diese Frage zu beantworten, müssen wir verstehen, was eine Solarzelle ist und wie sie funktioniert. Solarzellen befinden sich in Photovoltaikanlagen und wandeln Sonnenlicht in Strom um. Sie bestehen häufig aus dem Halbleitermaterial Silizium, welches das Licht bzw. die Wärme sehr gut leitet. Sobald Sonnenlicht auf die Solarzelle trifft, werden die sich in der Solarzelle befindenden Elektronen angeregt, sodass sie sich loslösen, bewegen und dabei Strom produzieren. Dieser Vorgang führt allerdings dazu, dass an genau diesen Stellen, wo sich die Elektronen losgelöst haben, sogenannte „Löcher“ zurückbleiben. Die Folge: Dort können erstmal keine weiteren Elektronen freigesetzt und somit auch kein weiterer Strom gewonnen werden, bis die Elektronen wieder an ihre ursprüngliche Position zurückwandern.

Der in den Chilis enthaltene Wirkstoff Capsaicin setzt genau an diesen „Löchern“ an: Ein Forscherteam hat für seine Untersuchungen an einer Perowskit-Solarzelle Capsaicin zugesetzt. Perowskit-Solarzellen gehören zu den Solarzellen, die Sonnenlicht besonders effizient absorbieren und den gewonnenen Strom gut leiten, sind aber dabei einfach und günstig herzustellen. Die Forscher fanden heraus, dass selbst die geringe Menge von 0,1 Prozent Capsaicin bereits ausreicht, die bei der Stromerzeugung entstandenen „Löcher“ in der Solarzelle weitgehend auszufüllen. Dadurch können mehr Elektronen freigesetzt und somit kann auch mehr Strom generiert werden. Auf diese Weise hat sich der Wirkungsgrad der Solarzelle von 19,1 auf fast 22 Prozent erhöht! Der Wirkungsgrad misst die Effektivität, mit der eine Solarzelle das Sonnenlicht in Strom umwandeln kann. Dabei wird der abgegebene Strom ins Verhältnis zum einstrahlenden Sonnenlicht gesetzt; je höher der Wert, desto effektiver die Solarzelle.

Zudem fanden die Forscher heraus, dass das Capsaicin die Solarzelle besser stabilisiert, so behält diese auch nach 800-stündiger Lagerung immer noch über 90 Prozent der ursprünglichen Wirksamkeit. Zum Vergleich: Ohne Capsaicin kam die zur Kontrolle untersuchte Solarzelle unter denselben Bedingungen nur noch auf 40 Prozent. Die Forscher bewiesen damit, dass Capsaicin hilft, die Stromverluste innerhalb der Solarzelle zu reduzieren und dass Erneuerbare Energie auf Basis von Naturstoffen tatsächlich wirksamer sein kann!

Forschungsprojekte wie diese zeigen, dass Naturstoffe durchaus die Effektivität steigern – oder chemische Produkte sogar komplett ersetzen können. So fand man beispielsweise heraus, dass eine Pilz-Kieselerde-Kombination die Weizenernte genauso effektiv vor Insektenbefall schützt und dieselben Ergebnisse liefert wie das chemische Insektizid Imidacloprid, das schädlich für Vögel und Bienen ist.

Die Natur hat viel zu bieten und die Zukunft setzt vermehrt auf Naturstoffe, um den Gebrauch von giftigen Chemikalien zu reduzieren – damit unsere Welt noch grüner wird. Sei gespannt, welche weiteren Innovationen künftig von der Natur inspiriert werden!