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SOLARZELLE VOM DESIGNER

Photovoltaik ist eine sehr clevere Technologie. Solarzellen wandeln Solarenergie direkt in elektrische Energie um, ohne Generatoren oder andere mechanische Teile. Trotzdem liegt die Photovoltaik bei den erneuerbaren Energien in Deutschland nur an dritter Stelle. Doch das könnte sich ändern.

Herkömmliche Photovoltaikzellen aus Silizium haben mittlerweile unter Laborbedingungen einen recht hohen Wirkungsgrad von über 25 Prozent und besitzen eine lange Lebensdauer. Allerdings müssen sie mit hohem Energieaufwand und unter Einsatz von Chemie hergestellt werden. Sie sind also vergleichsweise teuer. Hinzu kommt, dass sie bei diffusem Licht, also wenn es zum Beispiel bewölkt ist, viel weniger Leistung bringen. Da sie zudem undurchsichtig sind, viel Fläche und eine bestimmte Ausrichtung zur Sonne benötigen, kommen sie nur an relativ wenigen Standorten zum Einsatz.

WIR DRUCKEN EIN SOLARDACH

Eine Alternative könnten in einigen Fällen organische Solarzellen darstellen. Diese nutzen eine neue Materialklasse – hallbleitende Kunststoffe beziehungsweise organische Polymere. Organische Solarzellen können wesentlich dünner als anorganische Solarzellen hergestellt werden, sie werden kostengünstig und umweltfreundlich auf flexible Unterlagen aufgedruckt. Dafür altern sie schneller als herkömmliche Solarzellen.

Mit der Entwicklung der organischen Photovoltaik (OPV) erschließen sich ganz neue Möglichkeiten. Besonders interessant ist die Anwendung an Gebäuden. Die Solarmodule werden komplett in die Gebäudehülle integriert, in Dächer, Wände, Fassaden und Fenster. Vor allem Fensterflächen könnten genutzt werden, um mit optisch ansprechenden Anlagen Solarstrom bereitzustellen. Die Transparenz von Solar-Fenstern erlaubt den Blick nach draußen, die Fenster tragen darüber hinaus sogar zur Wärmedämmung an heißen Tagen bei. 

DIE „SOLAR TREES“

Von Anfang Mai bis Ende Oktober stand die „Expo 2015“ in Mailand unter dem Motto „Den Planeten ernähren – Energie für das Leben“. Ein Höhepunkt der Expo war der deutsche Pavillon mit seiner Dachkonstruktion in Gestalt von futuristischen Bäumen, den „Solar Trees“.

Die Solarbäume wurden als filigrane Stahlskelette gefertigt und mit Gewebe bespannt. Sie spendeten nicht nur Schatten, sondern wandelten auch Sonnenenergie in elektrische Energie um. Hierfür wurden keine herkömmlichen Solarzellen genutzt, sondern die neuen organischen Photovoltaik-Zellen (OPV), die auf dünne Kunststoff-Trägerfolien gedruckt und in die Solarbäume integriert wurden. Der deutsche Pavillon ist das erste große internationale Architekturprojekt, bei dem diese innovativen Photovoltaikzellen zum Einsatz kamen.

VORTEILE DER ORGANISCHEN PHOTOVOLTAIK

  • Geringere Herstellungskosten und niedrigere Materialkosten als bei Siliziumzellen
  • Flexibilität, Transparenz und einfache Handhabung
  • Energieeffiziente Herstellung möglich, keine Hochtemperaturverfahren nötig
  • Kein Einsatz von gefährlichen Stoffen
  • Könnten bei Anwendungen, die für herkömmliche Photovoltaik nicht geeignet sind, zukünftig eine wichtige Rolle spielen: Kleingeräte wie z. B. Smartphones, mobile Stromversorgung, Photovoltaik an Fassaden und in Fenstern

NACHTEILE DER ORGANISCHEN PHOTOVOLTAIK

  • Bisher relativ geringer Wirkungsgrad
  • Dadurch höherer Flächenbedarf und höhere Installationskosten
  • Schnelle Alterung der organischen Verbindungen, die sich im Sonnenlicht zersetzen