Solaranlage als WerbeflächeSeit 15 Jahren forscht das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE (Freiburg) an der Farbstoffsolarzelle, die Licht in elektrische Energie umwandelt. Mit dem siebgedruckten Glaslot haben die Fraunhofer-Forscher jetzt einen entscheidenden Schritt vorwärts geschafft. Vom 24. bis 26. April werden die Solarmodule mit Farbstoffsolarzellen auf der Hannover Messe gezeigt. Für erste Testanlagen und Demonstrationsprojekte werden jetzt Partner gesucht.
Anders als bei herkömmlichen Solarzellen wandelt bei Farbstoffsolarzellen ein organischer Farbstoff Licht in Strom um. Die Module sind ockerfarben transparent. Durch Filter kann die Farbe variiert werden und farbige Pasten können Muster hervorheben oder die Oberfläche einheitlich erscheinen lassen. So können durch Bedrucken mit streuenden Schichten innerhalb der Module Bilder und Schriftzüge ohne nennenswerten Leistungsverlust kreiert werden. Dadurch ergeben sich zum Beispiel für Fassaden oder für Werbezwecke ganz neue Möglichkeiten.
Die Herstellung geschieht durch einfachen Siebdruck. Alle Materialien für die Zellenbildung werden als Paste im Siebdruck strukturiert auf zwei Glasplatten aufgebracht. Die beiden Platten werden so miteinander verbunden, dass sich mäander- oder streifenförmige Kanäle bilden. In diese Kanäle werden der Farbstoff und ein gelierbarer Elektrolyt eingefüllt – fertig ist die Solarzelle.
Ein großes Problem war bislang die Gewährleistung der Dichtheit der Zellen. Jede Farbstoffsolarzelle braucht eine kleine Menge flüssigen Elektrolyts. Das siebgedruckte Glaslot versiegelt die Glasplatten jetzt hermetisch nach außen und schützt die empfindlichen Materialien im Innern vor Leistungsverlust.
Wichtig war den Forschern um Projektleiter Dr. Andreas Hinsch ein einfaches Herstellungsverfahren und die Stabilität der Solarzellen „In Zusammenarbeit mit der Industrie haben wir Materialien und Herstellung optimiert“, so Hinsch. „Jetzt geht es um die Erkundung eines Marktes, der auf die speziellen Vorteile von Farbstoffsolarzellen zugeschnitten ist. Dazu suchen wir Partner, die in erste Testanlagen und Demonstrationsprojekte investieren wollen.“
Für die Hannover-Messe hat das Fraunhofer ISE mehrere 30 x 30 cm² große Module grafisch unterschiedlich gestaltet. In Ihnen sind jeweils sechs Solarzellen hintereinander geschaltet. Das ergibt etwa 4,2 V Spannung, 0,8 A Strom bei 2,5 % Wirkungsgrad In zwei Jahren erwartet Hinsch durch Verbesserung der Drucktechnik bis 5 % Wirkungsgrad auf 60 x100 cm² großen Flächen. Auf 1 cm² kleiner Fläche wurde aus Japan bereits ein Wirkungsgrad von 10,4 % berichtet.
Quelle: Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE