Thema 1 Mehr Energie durch Mottenaugen

Die große Show der Naturwunder vom Freitag, 10.4.2009 | 20.15 Uhr | SWR Fernsehen

Die Sonne liefert uns Licht und Wärme, aber auch elektrischen Strom. Seit vielen Jahren werden Solarzellen zur Erzeugung von Strom aus Sonnenlicht eingesetzt.

Jetzt haben Forscher eine Methode entwickelt, mit der Solarzellen noch effektiver arbeiten können. Anhand dieser neuartigen Flächen wurde das Phänomen im Studio präsentiert.

Das Abdeckglas der Solarzellen wird mit einer hauchdünnen Schicht aus Siliziumdioxidkügelchen versehen - dies verhindert einen großen Teil der bei unbehandelten Scheiben auftretenden Lichtreflexion. Spiegelungen entstehen durch die unterschiedliche Dichte von Glas und Luft. Das Siliziumdioxid bewirkt eine allmähliche Zunahme der optischen Dichte. Das Licht nimmt den Übergang von Luft zu Glas nicht mehr als scharfe Grenze, sondern als fließenden Übergang wahr, dringt fast ungehindert hindurch und verursacht so weniger Spiegelung.

Dieser Beschichtung ist es zu verdanken, dass Solarzellen bis zu 6% mehr Strom erzeugen können. Dies entspricht bei den vorhandenen Solaranlagen einem zusätzlichen Energiegewinn von 180GWh! So könnten pro Jahr 40000 Vier-Personen-Haushalte mehr mit Strom versorgt werden - und die Anschaffungskosten sind nur minimal teurer.

Vorbild für diese Erfindung war die Motte. Auf ihren Facettenaugen sitzen winzige zäpfchenartige Strukturen. Die Abstände zwischen den einzelnen Noppen sind kleiner als die Wellenlänge des Lichts, so dass nur wenig Licht reflektiert wird. Auch hier wächst die optische Dichte der Oberfläche nur allmählich an, so dass ein sanfter Übergang entsteht. Mit dieser Besonderheit ist die Motte bestens für die Jagd bei Nacht gerüstet. Das Restlicht der Nacht kann fast vollständig verwertet werden, so dass die Motte auch in Dunkelheit sehen kann. Zugleich ist sie durch die Struktur fast unsichtbar, weil keine Reflexion ihren Standpunkt verrät. So kann sie nur schwer von ihren Feinden entdeckt werden.

Der Mottenaugeneffekt kann noch mehr!

Auch bei schräg einfallendem Licht wird die Lichtdurchlässigkeit gesteigert. Durch einen besseren Kontrast und eine höhere Farbbrillanz wird die Methode auch für andere Industriezweige interessant. Bildschirme können von störenden Reflexionen weitgehend befreit werden und auch Navigationssysteme und Armaturen im Auto werden besser lesbar.