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Solarzelle aus Spinat
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Solarzelle aus Spinat

11.09.2012 - Ein neuer Ansatz macht in der Solarzellenforschung von sich reden: Nun hat ein solches „Biohybrid“ einen Rekord gebrochen – dank Spinat-Proteinen.

Spinat gibt Energie. Das gilt für Popeye, Klein-Luca und Opa Wolfgang genauso wie für – Solarzellen. Materialwissenschaftler der Universität Vanderbilt (USA) tüfteln an sogenannten biohybriden Solarzellen. Statt teurer, umweltschädlicher und seltener Metalle werden bei diesen Zellen Proteine aus Pflanzen verbaut. Am 4. September stellten die Forscher im Fachblatt Advanced Materials ihre neueste Entwicklung vor. Neben Silizium besteht das Biohybrid aus einem photosynthetischen Protein, das aus der Spinatpflanze gewonnen wurde. „Die Kombination des Proteins Photosystem I und Silizium produziert 850 Mikroampere pro Quadratzentimeter bei 0,3 Volt Spannung. Im Vergleich zu anderen bekannten biohybriden Solarzellen ist das zweieinhalb Mal mehr Strom.“

Das Vanderbilt-Team werkelt aber nicht nur mit Spinat. In einem anderen Projekt versuchen sie, Photosystem I-Moleküle auch aus Weltengrün (Kudzu), einer Kletterpflanze aus Japan, zu extrahieren. In beiden Fällen wird die grünliche Lösung mit den aufgereinigten Proteinen dann auf eine positiv dotierte Silizium-Halbleiterscheibe aufgetragen. Anschließend wird das Wasser im Vakuum verdampft. Die optimale Dicke der getrockneten Proteinschicht beträgt den Forschern zufolge einen Mikrometer, was ungefähr 100 Photosystem I-Molekülen übereinander entspricht.

Projektleiter David Cliffel glaubt, dass biohybride Solarzellen bei konstantem Fortschritt die Leistung klassischer Zellen in drei Jahren erreichen könnten. Auch in Sachen Langlebigkeit ist die neue „Spinat-Zelle“ ein Schritt nach vorn: „Bei unserer Zelle haben wir über neun Monate keinen Verschleiß beobachtet. In immergrünen Bäumen halten sich Photosystem I-Moleküle aber über Jahre. Hier können wir uns also noch einiges von der Natur abschauen."

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