Das Frauenhofer-Istitut IOF entwickelt Photovoltaik-Module, mit denen farbige Oberflächen realisiert werden können.
Photovoltaik-Module werden immer effizienter und tragen heute einen Gutteil zur allgemeinen Stromproduktion bei. Allerdings sind die in der Regel auf Siliziumwafer basierenden PV-Module dunkel und nur in fixen Maßen erhältlich, was der Nutzung im Architekturkontext immer wieder Grenzen setzt. Gerade die großen, dunklen Flächen verändern die Gebäudeoptik mitunter beträchtlich, was immer wieder zu Diskussionen mit Denkmalschützern oder Bauämtern führt. Vielleicht wird sich dies aber bald ändern, denn am Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF in Jena entwickelt man mit dem Projekt „efficient design” ein Verfahren, um Solarzellen andere Farbigkeiten zu verleihen.
Das Team um den Forscher Kevin Füchsel nutzt dafür nanostrukturierte Solarzellen mit nur wenigen Mikrometer starken Silizumwafern, auf die zuerst eine transparente Schutzbarriere appliziert wird und schließlich eine weitere, hundert Nanometer dünne Schicht aus leitfähigem und entspiegelndem Oxid folgt. Dieses aufgedampfte, sogenannte „Transparent Conductive Oxid” (TCO) ist denn auch für die farbige Optik zuständig – durch Variation der Schichtdicke oder des Brechungsindexes entstehen unterschiedliche Farben. Dabei beeinflusst die TCO-Schicht den Wirkungsgrad pauschal betrachtet offenbar nur geringfügig, rein rechnerisch soll der verwendete Zellentyp einen Wirkungsgrad von bis zu 20 Prozent erreichen. Je nach Farbton wird es aber hier Abweichungen geben, da unter Umständen verschiedene TCO-Schichten zu kombinieren sind.
Noch ist das nur ein Entwurf, der jedoch zeigt, wie sich mehrfarbige Photovoltaik-Module künftig in die Fassade integrieren ließen.
Ließe sich das Verfahren großtechnisch umsetzen – die bisherigen Erkenntnisse sprechen dafür – könnten photovoltaische Elemente viel besser in Fassaden integriert werden als bisher, weil sie dann in Farbe, Abmessung und auch Form objektspezifisch herstellbar sind. Schon arbeiten die Forscher an der Nutzung preiswerter Oxidmaterialien und an deren Applikation im Inkjet-Verfahren. So wären dann auch mehrfarbige Elemente machbar – samt Verläufen oder grafischen Elementen, etwa Logos.
Für diese Entwicklungsarbeit wurde das IOF-Team übrigens beim Innovationswettbewerb „Ausgezeichnete Orte im Land der Ideen 2013/14″ ausgezeichnet.
Armin Scharf Fotos: Fraunhofer-Institut IOF Quelle: Malerblatt 02/2014
