Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE stellt auf der Hannover-Messe Solarmodule mit Farbstoffsolarzellen aus. Anders als bei herkömmlichen Solarzellen wandelt ein organischer Farbstoff Licht in Strom um. Die Solarzellen werden per Siebdruck hergestellt und bieten ungewöhnliche Gestaltungsmöglichkeiten. „In Verbundprojekten mit der Industrie haben wir Materialien und Herstellung optimiert“, so Dr. Andreas Hinsch, Projektleiter am Fraunhofer ISE.
  „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“, so Dr. Hinsch.

Neue Gestaltungsmöglichkeiten für Solar-Fassaden

Mit einer neuen Glaslottechnik haben Hinsch und sein Team die entscheidende Hürde für die praktische Erprobung genommen: Einfache Herstellung und Stabilität. 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. Faszinierend wie die Technik sind die Gestaltungsmöglichkeiten: Die Module sind ockerfarben transparent. Diese Farbe kann durch Filter variiert werden. Farbige Pasten heben das Muster hervor oder lassen die Oberfläche einheitlich erscheinen. Durch Bedrucken mit streuenden Schichten können innerhalb der Module Bilder und Schriftzüge ohne nennenswerten Leistungsverlust kreiert werden. „Besonders für Fassaden und Werbezwecke ergeben sich ganz neue Möglichkeiten“, sagt Hinsch.

Aktueller Wirkungsgrad: 2,5 % – Rekord in Japan: 10,4 %

Für die Hannover-Messe hat das Fraunhofer ISE mehrere 30 x 30 Quadratzentimeter 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 wurde aus Japan bereits ein Wirkungsgrad von 10,4 % berichtet. Seit 15 Jahren wird an der Farbstoffsolarzelle geforscht, die Licht in elektrische Energie umwandelt.

Das Herz der Zelle besteht aus einem organischen Farbstoff sowie aus Titandioxid. Letzteres macht als Massenprodukt die Wandfarbe weiß, in der Farbstoffsolarzelle tritt es als hoch technologische nanokristalline Paste auf. Das große Problem bislang: Die Farbstoffsolarzelle braucht eine kleine Menge flüssigen Elektrolyts. Wie gewährleistet man die Dichtheit der Zellen? Die Fraunhofer-Forscher haben mit dem siebgedruckten Glaslot jetzt einen entscheidenden Schritt vorwärts geschafft. Es versiegelt die Glasplatten hermetisch nach außen und schützt innen empfindliche Materialien vor Degradation. Mehrere 1.000 Stunden beschleunigter Alterungstest unter unterschiedlichsten Bedingungen zeigen die bereits gute Langzeitstabilität der Zellen.

Die Arbeiten wurden durchgeführt im Rahmen eines vom Bundesministerium für Bildung & Forschung BMBF sowie der Europäischen Union und dem Land Nordrhein-Westfalen geförderten Projekts.

Exponate und Vortrag auf der Hannover-Messe

Die Farbstoffsolarzelle wird auf der Hannover Messe gezeigt, auf dem Fraunhofer ISE Stand Nr. B44 in Halle 13. Er befindet sich unter dem Dach des CLEAN ENERGY Themenparks. Am 27. April wird Dr. Andreas Hinsch im Rahmen des Branchen- und Exportforums „Erneuerbare Energien“ auf der Hannover Messe einen Vortrag über die Gestaltungsmöglichkeiten mit Farbstoff-Solarzellen in englischer Sprache halten: „Dye Solar Cells: PV for creative application“

05.04.2006   Quelle: Fraunhofer ISE   Solarserver.de   © EEM Energy & Environment Media GmbH