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Teiltransparente Farbstoffsolarmodule für photovoltaische Verglasung von Gebäuden.
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Mit 500-fach gebündelter Solarstrahlung sind Wirkungsgrade von über 35 % zu erreichen.
Wer mit offenen Augen durch das Land reist, sieht sie immer öfter: Solardächer zur Energiegewinnung. Die darin integrierten Solarzellen sind Elementarbausteine einer nachhaltigen und klimafreundlichen Stromerzeugung und somit Hoffnungsträger einer zukünftigen Energiegewinnung, denn Sonnenenergie ist überall ausreichend vorhanden.
Solarzellen sind modular aufgebaut und wandeln Licht verschleiß- und abgasfrei direkt in Strom um. Sie bestehen heute fast ausschließlich aus hochreinem Silizium, mono- oder multikristallin. Hochrein bedeutet: ein „fremdes“ Atom auf einer Billion Silizium-Atome.
Der Wirkungsgrad liegt zurzeit bei ca. 16...20 %. Das Material ist zuverlässig und die Möglichkeiten technisch lange noch nicht ausgeschöpft. Doch Silizium ist nicht der einzige Werkstoff.
Am Fraunhofer Institut Solare Energiesysteme (ISE) in Freiburg laufen auch Forschungen in andere Richtungen.
Kombinierte Materialien aus der 3. und 5. Gruppe des chemischen Periodensystems (zum Beispiel Gallium-Arsenid) werden für Hochleistungszellen verwendet.
Dabei wird die Solarstrahlung mit Hilfe von einfachen Kunststofflinsen 500-fach
gebündelt. Mit dieser Konzentration erreichten die Freiburger Forscher einen Wirkungsgrad von über 35 %, mit vier oder mehr Solarzellenschichten peilen sie einen Wert von über 40 % an. Farbstoffsolarzellen eröffnen weitere neue Anwendungsmöglichkeiten.
Aufgrund ihrer Teiltransparenz und der Fertigung im Siebdruckverfahren erschließen sie neue Gestaltungsmöglichkeiten für photovoltaische Verglasungen von Gebäuden.
Ultradünne organische Solarzellen auf flexiblen Substraten haben das Potenzial zu kostengünstiger Fertigung. Zurzeit reichen die Effizienz und die Stabilität für den Einsatz auf Dächern oder auf dem Feld noch nicht aus. Mittelfristig könnten sie aber bereits Anwendung in mobiler Elektronik und energieautarken Mikrosystemen finden.
Das Fraunhofer ISE charakterisiert neue Solarzellenmaterialien, forscht an neuen Zellarchitekturen und Fertigungstechniken sowie an der Kombination mit weiteren Bauelementen der organischen Elektronik.
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