Warum Silizium altert

Die Crux mit der Alterung handeln sich die Forscher ein, weil sie die Kosten der Photovoltaik senken wollen – seit 1980 sind sie bereits auf rund ein Dreißigstel gefallen – und deshalb Dünnschichtsolarzellen entwickeln. Derartige Dünnschichtzellen nutzen zur Energiewandlung nicht Schichten aus Siliziumkristallen – wie bislang üblich, sondern das gleiche Element in seiner amorphen Form. Darin sind die Atome nicht ganz so regelmäßig angeordnet wie in einem Kristall. Eine Schicht aus dem amorphen Material muss nur ein Hundertstel so dick sein wie eine kristalline Schicht, um ähnlich viel Sonnenlicht einzufangen – bei noch geringeren Herstellungskosten. Zum Leidwesen der Entwickler werden diese Solarzellen jedoch durch das Licht, das sie einfangen, teilweise zerstört und dadurch geht der Kostenvorteil stückweise wieder verloren.

Immerhin wissen die Wissenschaftler bereits, was den Schaden bei den Dünnschichtsolarzellen auslöst: Wenn Licht auf das Material trifft, brechen einige der chemischen Bindungen auf, die die Siliziumatome zusammen halten. Meist schließen sich die Verbindungen nach einiger Zeit wieder. Doch einige wenige bleiben dauerhaft zerstört. Dort entstehen Defekte, die den Stromfluss im Halbleiter stören. Der Wirkungsgrad der Zelle sinkt. Noch rätseln die Forscher, warum manche Defekte wieder verschwinden und andere zu bleibenden Schäden führen.