Solarzellen-Tuning mit Spinat

Der Seemann Popeye erlangt durch den Genuß von Spinat ungenheure Kräfte. Was bei Popeye hilft, kann auch bei Solarzellen nützlich sein. In einer Publikation in Advanced Materials teilen Gabriel LeBlanc et al. mit, wie sie durch Kombination von p-dotierten Solarzellen mit dem Photosystem I zu leistungsfähigeren Solarzellen gelangen wollen. Das Photosystem I sorgt in grünen Pflanzen für die effektive Aufnahme von Lichtenergie (Quantenausbeute von nahezu 100%!). Das benötigte Photosystem I wurde aus handelsüblichem Babyspinat gewonnen. Durch die Kombination des anorganischen Materials Silicium mit dem Biomaterial schaffen die Autoren eine Biohybrid-Solarzelle (Link: G. LeBlanc, G. Chen, E. A. Gizzie, G. K. Jennings, D. E. Cliffel - "Enhanced Photocurrents of Photosystem I Films on p-Doped Silicon", Advanced Materials, 2012, DOI: 10.1002/adma.201202794).

 Popeye-Zeichnung von Segar

In diesem Zusammenhang sind auch folgende Übersichtsartikel zu Bionanokompositen und zur Integration von photoschaltbaren Proteinen, photosynthetischen Reaktionszentren und Halbleiter-Biomolekül-Hybridmaterialien von Interesse. Diese beiden Artikel umreissen möglicherweise einen neuen Trend in der Materialforschung der nächsten Jahre.

• F. Wang, X. Liu, I. Willner: Integration of Photoswitchable Proteins, Photosynthetic Reaction Centers and Semiconductor/Biomolecule Hybrids with Electrode Supports for Optobioelectronic Applications, Advanced Materials, 2012, DOI: 10.1002/adma.201201772
• M. Darder, P. Aranda, E. Ruiz-Hitzky: Bionanocomposites: A New Concept of Ecological, Bioinspired, and Functional Hybrid Materials, Advanced Materials, 2012, DOI: 10.1002/adma.200602328

Es gibt allerdings einige Bedenken und Einwände gegen diese Art von Hybridmaterialien: Wie langzeitstabil ist das Biomaterial im Dauereinsatz? Was passiert wenn die Sonne so richtig auf die Solarzelle brennt und diese sich immer weiter erwärmt? Hier gibt es also sicher noch viel zu tun, bis tatsächlich kommerziell verwertbare Solarzellen entstehen.