Farbstoffsolarzellen

Höheres Leben verdankt seine Existenz den Fähigkeiten des grünen Farbstoffes Chlorophyll, Energie nach dem Prinzip kinetischer Solarzellen umzuwandeln (Ref. 426). Zusätzlich musste die Evolution raffinierteste Technologien entwickeln, um beispielsweise einen Baum wie die Welwitschia mirabilis (siehe Bild) in der lebensfeindlichen, trockenen Namib-Wüste überlebensfähig zu machen.
Fasziniert von der Wirkungsweise von Farbstoffen in der Photosynthese war ich bereits als Student hoch motiviert, mit ihnen zu experimentieren. Ich bestrich Zinkoxid-Elektroden mit verschiedenen Farbstoffen und entwickelte und demonstrierte die ersten Farbstoffsolarzellen. Dies geschah zunächst im Rahmen meiner Doktorarbeit im Laboratorium von Heinz Gerischer in München (1968) und dann als Stipendiat in Zusammenarbeit mit Melvin Calvin in Berkeley (1969 – 1971) (Refs. 1, 8, 10, 374, 420 in der Publikationsliste).
Farbstoffe, wie der grüne Pflanzenfarbstoff Chlorophyll, können Sonnenlicht absorbieren, Elektronen in lichtdurchlässige Materialien einspeisen und – das war die wichtigste Entdeckung – auf diese Weise eine photovoltaische Zelle betreiben. Die ersten Zellen hatten noch eine geringe Stabilität und Ausbeute, imitierten aber bereits das Prinzip der primären Photosynthese und wiesen den Weg für die Entwicklung künstlicher Farbstoffsolarzellen.