Wenn du an Solarzellen denkst, hast du vermutlich ein stilles Versprechen im Kopf: Einmal installiert, liefern sie über Jahrzehnte Strom, nur eben jedes Jahr ein kleines bisschen weniger. Genau diese stille Gewissheit bekommt nun Risse. Denn Forscher der UNSW Sydney haben herausgefunden, dass Solarzellen offenbar mehr können, als man ihnen bislang zugetraut hat.
Solarzellen altern – aber nicht so eindeutig wie gedacht
Dass Solarzellen mit der Zeit an Leistung verlieren, ist kein Geheimnis. Einer der Hauptgründe dafür ist ultraviolette Strahlung. Diesen Vorgang bezeichnet man als UV-induzierte Degradation, oft auch mit UVID abgekürzt. Sie greift über Jahre hinweg die Oberfläche der Module an und senkt ihren Wirkungsgrad. In beschleunigten Labortests kann dieser Effekt drastisch aussehen: Bis zu zehn Prozent Leistungsverlust nach vergleichsweise kurzer Betriebszeit von 2.000 Stunden.
In der Praxis zeigte sich allerdings schon länger etwas Merkwürdiges. Manche dieser Verluste verschwanden wieder, sobald die Module weiter ganz normal Sonnenlicht ausgesetzt waren. Lange galt das als Messartefakt oder rein elektrischer Effekt. Was im Material selbst passiert, blieb ein blinder Fleck.
Ein Blick ins Innere der arbeitenden Solarzelle
Genau hier setzt eine neue Studie an. Die Forscher der UNSW Sydney rund um Professorin Xiaojing Hao entwickelten eine Messmethode, mit der sich Solarzellen während des laufenden Betriebs untersuchen lassen. Ganz ohne sie zu beschädigen. Zum Einsatz kam eine Ultraviolett-Raman-Spektroskopie, bei der man das Material mit einem Laser anregt. Das gestreute Licht überträgt dabei direkt Informationen über molekulare Schwingungen. Anhand derer können chemische Verbindungen und Veränderungen darin direkt von dem Forschungsteam ausgewertet werden. „Diese Technik funktioniert ähnlich wie eine Kamera. Anstatt nur zu messen, wie viel Strom die Zelle produziert, können wir direkt in Echtzeit sehen, wie sich das Material selbst verändert“, so Dr. Ziheng Liu, einer der Autoren der Studie.
Statt nur Strom und Spannung zu messen, konnten sie direkt beobachten, wie sich chemische Bindungen im Material verändern. Das Ergebnis ist bemerkenswert: UV-Licht löst bestimmte Bindungen nahe der Zelloberfläche, die für die elektrische Qualität entscheidend sind. Die Leistung sinkt. Wird die Zelle danach aber normalem sichtbarem Licht ausgesetzt, bilden sich viele dieser Bindungen wieder neu. Das Material heilt sich teilweise selbst – auf atomarer Ebene.
Warum das mehr ist als ein Labor-Trick
Diese Erkenntnis ist kein akademisches Detail. Sie stellt die Aussagekraft vieler heutiger Alterungstests infrage. Denn gängige Prüfverfahren setzen Solarmodule extrem hoher UV-Strahlung aus, um jahrelangen Betrieb zu simulieren. Wenn sich ein Teil der Schäden im realen Einsatz jedoch wieder zurückbildet, könnten diese Tests den tatsächlichen Leistungsverlust überschätzen. Umgekehrt zeigten Studienauswertungen in der Vergangenheit, dass andere Effekte wesentlich entscheidender für die Langlebigkeit von Solarzellen sind. Denn insbesondere kleinere Materialfehler können die Lebensdauer der Solarmodule rapide sinken lassen. Mit der neuen Methode lässt sich erstmals unterscheiden, was wirklich dauerhaft nur durch UVID kaputtgeht und was nur vorübergehend aus dem Tritt gerät. Das macht Lebensdauerprognosen realistischer und ehrlicher. Vor allem jedoch kann das neue Verfahren dabei helfen, die Faktoren für die Langlebigkeit von Solarzellen viel detaillierter zu betrachten und auszuwerten.
Was das für Hersteller und Betreiber von Solarzellen bedeutet
Für Hersteller könnte das ein echter Gamechanger sein. Statt tagelanger Tests liefern die neuen Messungen Ergebnisse in Sekunden, zerstörungsfrei. Materialien, Beschichtungen und Produktionsprozesse lassen sich gezielter optimieren. Denn die Ultraviolett-Raman-Spektroskopie kann nun viel detailliertere Erkenntnisse darüber liefern, was einzelne Materialanpassungen für Unterschiede auf atomarer Ebene bewirken.
Für dich als Betreiber bedeutet das vor allem eines: mehr Gelassenheit. Eine Solarzelle, die zwischendurch schwächelt, ist nicht automatisch eine schlechte. Im Gegenteil: Sie könnte sich im Alltag auf lange Sicht sogar besser schlagen als ein Modul, das nur auf maximale UV-Stabilität getrimmt wurde.
Ein neues Bild von der Lebensdauer
Unterm Strich zeigt die Studie: Solarzellen sind keine passiven Opfer der Sonne. Sie reagieren, passen sich an und reparieren sich teilweise selbst. Mit besseren Messwerkzeugen entsteht ein klareres Bild davon, wie sie sich wirklich verhalten, nicht nur im Labor, sondern auf deinem Dach. Und genau das könnte bedeuten, dass Solarstrom in Zukunft nicht nur sauber, sondern auch langlebiger ist, als bisherige Tests vermuten ließen. Insbesondere wenn Hersteller lernen, ihre Solarmodule gezielter zu optimieren.
