Die Solartechnologie ist keineswegs am Ende ihrer Entwicklung angelangt. Noch immer versuchen Wissenschaftler weltweit, sich in Effizienzrekorden zu überbieten. Doch auch weitere Formen von Solarzellen werden dabei weiterentwickelt. So erlebt bezieht sich dieser Effizienzrekord nicht auf einen weiteren Sprung in Perowskit-Tandemsolarzellen, sondern auf eine Verbesserung von durchsichtigen Solarmodulen. Doch warum könnten transparente Solarzellen eine so große Veränderung hervorbringen?
Durchbruch bei transparenten Solarzellen steigert Stromproduktion
Forscher des von der EU geförderten City-Solar-Projekts der University of Southern Denmark gelang einen neuen Weltrekord bei durchsichtigen Solarzellen. Sie erreichten einen Wirkungsgrad von 12,3 Prozent bei einer Transparenz von 30 Prozent. Die Idee, transparente Solarmodule als Fenster zu nutzen, kam schon in der Vergangenheit häufiger auf. So könnten ganze Glasfronten zur Stromproduktion beitragen und Fenster eine neue Funktion in Wohngebäuden erhalten. Doch damit sich diese Investition lohnt, muss die Stromerzeugung entsprechend ausfallen. Mit einem Wirkungsgrad von 12,3 Prozent erreichen die neuen Solarzellen etwas mehr als die Hälfte der Effizienz von heutzutage üblichen klassischen Solarmodulen. „Transparente Solarzellen könnten der nächste große Schritt für Gebäude-integrierte Energielösungen werden“, so Professor Morten Madsen, einer der leitenden Forscher des City-Solar-Projekts.
Schon heute finden sich Glasfronten unweigerlich im Stadtbild weltweit. Diese Glasfronten erweisen sich jedoch bisher als wenig nützlich. In manchen Fällen können sie sogar zu Problemen in der Stadt werden. Sei es durch die unerwünschte Reflexion von Sonnenlicht oder der Tatsache, dass durch den durchgehenden Lichteinfall Gebäude zu stark aufheizen. Beide Aspekte könnten bei der Verwendung von transparenten Solarzellen geändert werden. Ein großer Teil des sichtbaren Lichts gelangt noch immer in die Räumlichkeiten. Einen Verlust der Helligkeit müssen die Besitzer somit nicht befürchten. Durch die Verwendung eines Teils des Lichtspektrums zur Stromerzeugung könnten Glasfronten jedoch zur Energieversorgung der Gebäude beitragen. Gerade bei Bürogebäuden wäre der Strom somit direkt dort, wo er auch verwendet würde. Umgekehrt heizen sich die Innenräume durch den Wegfall von unsichtbaren Lichtbestandteilen, wie Infrarotstrahlungen, nicht in demselben Maße auf. Dadurch können Gebäude, die mit einer solchen Technologie versehen werden, auch einen geringeren Bedarf an Kühlung aufweisen.
Effizienzwerte sind bei dieser Technologie begrenzt
Je mehr Licht die Solarzellen absorbieren würden, desto geringer würde die Transparenz der Solarmodule noch ausfallen. Darum gibt es eine Begrenzung darin, wie viel des einfallenden Lichts tatsächlich für eine Umwandlung in Strom genutzt werden kann. Die meisten durchsichtigen Solarzellen setzen daher bewusst auf die Verwendung des nicht sichtbaren Lichtspektrums, um zugleich Einschränkungen im Lichteinfall in Räumlichkeiten zu vermeiden. Dadurch können die Module jedoch gar nicht die gleiche Effizienz wie nicht transparente Module erlangen. Ein verkraftbarer Nachteil, der sich allein durch die schiere Masse von Fensterfronten bei großen Gebäudekomplexen mühelos ausgleichen lässt. Auch im Bau von Wohngebäuden könnte die Technologie langfristig attraktiver werden. Etwa, indem Treppenhäuser oder anderen großen Flächen des Gebäudes mit passenden transparenten Solarmodulen versehen werden. Weitere Anwendungsmöglichkeiten könnten sich für Gewächshäuser oder Gartenlauben ergeben. Wie so oft dürfte es jedoch noch einige Jahre dauern, bis die Produkte es final von der Forschung in den Verkauf schaffen.
