Grätzelzelle

Die Grätzelzelle wurde nach ihrem Erfinder Michael Grätzel benannt. Die Grätzelzelle erzeugt nicht mithilfe von Silizium Strom, sondern auf Basis von Farbstoffen.

Statt Silizium übernehmen Farbstoffe wie Rutheniumfarbstoffe und Titandioxid zusammen mit einem Elektrolyten die Aufgaben der Stromerzeugung. Die Funktionsweise ist an der Photosynthese, bei der Pflanzen Licht in Energie umwandeln angelehnt. Der Farbstoff absorbiert das Licht und es werden Elektronen freigesetzt, die dann über das elektrisch leitende Titandioxid zur Anode geleitet werden. Das Elektrolyt bewirkt, dass die Elektronen tatsächlich bei der Anode ankommen. Als Katalysator für diesen Prozess dient eine dünne Schicht Graphit oder Platin.

Die Grätzelzelle besteht aus dem Trägermaterial, zum Beispiel Glas, das mit einem transparenten, elektrisch leitenden Oxid beschichtet wird. Das Oxid besteht in der Regel aus Indiumzinnoxid oder einem anderen Zinnoxid, das mit Fluor dotiert ist. Darauf wird Titandioxid aufgesintert. Das Sintern bewirkt eine sehr grosse Oberfläche, an der der Farbstoff gut haftet. Auf den Farbstoff folgt eine Deckschicht, die auf der Seite zum Farbstoff mit einer Schicht Graphit, Platin oder Aluminium bedampft wird. Zwischen dem Trägermaterial und der abschliessenden Deckschicht befindet sich zudem der Elektrolyt.

Grätzelzellen können auf unterschiedliche Trägermaterialien aufgebracht werden, also auch auf Folien oder Kunststoffen. Die Gesamtdicke ist sehr gering und verbraucht daher wenig Rohstoffe, die ausserdem einfach hergestellt werden können. Durchgesetzt hat sich die Grätzelzelle bisher allerdings nicht. Das hat in erster Linie mit dem sehr niedrigen Wirkungsgrad und der mangelnden Langzeitstabilität zu tun.

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